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数据结构实验教案授课教师：许四平适用专业：信息与计算科学使用班级：13信计1、2授课时间：2015年秋季授课学时：14学时使用教材：《数据结构》严蔚敏主编实验指导书：数据结构实验指导书，数理学院编，2012年版湖北理工学院数理学院-1-实验安排表周次日期实验课题学时实验报告次数43.24实验一线性表的顺序存储实验（验证性）2学时143.25实验一线性表的顺序存储实验（验证性）2学时153.31实验二单链表实验（验证性）2学时154.1实验二单链表实验（验证性）2学时164.7实验三栈、队列（验证性）3学时164.8实验三栈、队列（验证性）3学时1105.5实验四树与二叉树（验证性）4学时1105.6实验四树与二叉树（验证性）4学时1135.26实验五查找（验证性）3学时1135.27实验五查找（验证性）3学时1-2-数据结构设计性实验项目1.线性表的合并：已知线性表La和Lb的元素按值非递减排列。归并La和Lb得到新的线性表Lc，Lc的元素也按值非递减排列。分别采用顺序存储结构和链式结构来实现。2.线性表的逆置：设有一个线性表（e0,e1,…,en-2,en-1），请编写一个函数将这个线性表原地逆置，即将线性表内容置换为（en-1,en-2,…,e1,e0）。线性表中的数据可以为整数、字符或字符串，试分别采用顺序存储结构和链式结构来实现。3.约瑟夫环的实现：设有n个人围坐一圈，用整数序列1,2,3,……,n表示顺序围坐在圆桌周围的人，现从某个位置s上的人开始报数，数到m的人出列，接着从出列的下一个人又从1开始重新报数，数到m的人出列，如此下去，直到所有人都出列为此。试设计确定他们的出列次序序列的程序。如n=8,m=4,s=1时，设每个人的编号依次为1，2，3，…开始报数，则得到的出列次序为4，8，5，2，1，3，7，6。检查程序的正确性和健壮性。(1)采用数组表示作为求解过程中使用的数据结构。(2)采用单向循环链表作为存储结构模拟整个过程，循环链表可不设头节点,必须注意空表和非空表的界限。4.数制转换：利用顺序栈和链栈实现数制转换5.二叉树的遍历：分别以顺序存储结构和二叉链表作存储结构，试编写前序、中序、后序及层次顺序遍历二叉树的算法。6.赫夫曼树与赫夫曼编码：已知某系统在通信联络中只可能出现8种字符a,b,c,d,e,f,g,h，其概率分别为{0.05，0.29，0.07，0.08，0.14，0.23，0.03，0.11}，试设计Huffman编码，并计算其平均码长。(1)初始化：从键盘读入8个字符，以及它们的权值，建立Huffman树。(2)编码：根据建立的Huffman树，求每个字符的Huffman编码。对给定的待编码字符序列进行编码。(3)译码：利用已经建立好的Huffman树，对上面的编码结果译码。译码的过程是分解电文中的字符串，从根结点出发，按字符’0’和’1’确定找左孩子或右孩子，直至叶结点，便求得该子串相应的字符。(4)打印Huffman树。7.学生成绩管理查询系统：每个学生的数据信息有准考证号（主关键字）、姓名、语文、英语、数学、和总分等数据项，所有学生的信息构成一个学生成绩表。假设准考证号的头两位表示地区编号。请设计一个管理系统达到如下基本要求：（1）初始化：建立一个学生成绩表，输入准考证号、姓名、语文、英语、数学，然后计算每个学生的总分，存入相应的数据项；注意：分析数据对象和它们之间的关系，并以合适的方式进行组织（可选择无序的顺序表、有序的顺序表或索引顺序表来进行存储表示）；（2）查找：综合应用基本查找算法完成数据的基本查询工作，并输出查询的结果；（3）输出：有选择性地输出满足一定条件的数据记录，如输出地区编号为01，并且总分在550分以上的学生的信息；（4）计算：计算在等概率情况下该查找表的平均查找长度。8.排序：编制程序让机器随机产生2000个整数，放入一个数组中；对此2000个随机数序列分别用冒泡排序、快速排序、希尔排序和堆排序方法进行排序，并比较它们的运行时间。注意：每三、四个同学组成一个小组。每个实验中的题目，可分别由不同的同学完成。其它题目可以相互交流，以利于互相提高。-3-数据结构验证性实验项目实验一线性表的顺序存储一、实验目的及要求1、掌握在TC环境下调试顺序表的基本方法2、掌握顺序表的基本操作，插入、删除、查找、以及有序顺序表的合并等算法的实现。二、实验学时2学时三、实验任务1、生成一个顺序表并动态地删除任意元素和在任意位置插入元素。2、将两个有序表合并成一个有序表。四、实验重点、难点1、在顺序表中移动元素。2、在顺序表中找到正确的插入位置。五、操作要点(一)顺序表基本操作的实现[问题描述]当我们要在顺序表的第i个位置上插入一个元素时，必须先将顺序表中第i个元素之后的所有元素依次后移一个位置，以便腾空一个位置，再把新元素插入到该位置。若是欲删除第i个元素时，也必须把第i个元素之后的所有元素前移一个位置。[基本要求]要求生成顺序表时，可以键盘上读取元素，用顺序存储结构实现存储。[实现提示]要实现基本操作，可用实现的基本操作，也可设计简单的算法实现。[程序实现]#includestdio.h#includeconio.htypedefintDataType;#definemaxnum20typedefstruct{intdata[maxnum];intlength;}SeqList;/*插入函数*/intinsert(SeqList*L,inti,DataTypex)/*将新结点x插入到顺序表L第i个位置*/{intj;if(i0||i(*L).length+1){printf(\ni值不合法!);return0;}if((*L).length=maxnum-1){printf(\n表满不能插入!);return0;}for(j=(*L).length;j=i;j--)(*L).data[j+1]=(*L).data[j];(*L).data[i]=x;(*L).length++;return1;-4-}/*删除函数*/intdelete(SeqList*L,inti)/*从顺序L中删除第i个结点*/{intj;if(i0||i(*L).length){printf(\n删除位置错误!);return0;}for(j=i+1;j=(*L).length;j++)(*L).data[j-1]=(*L).data[j];(*L).length--;return1;}/*生成顺序表*/voidcreatlist(SeqList*L){intn,i,j;printf(请输入顺序表L的数据个数：\n);scanf(%d,&n);for(i=0;in;i++){printf(data[%d]=,i);scanf(%d,&((*L).data[i]));}(*L).length=n-1;printf(\n);}/*creatlist*//*输出顺序表L*/printout(SeqList*L){inti;for(i=0;i=(*L).length;i++){printf(data[%d]=,i);printf(%d,(*L).data[i]);}/*printout*/printf(\n);}main(){SeqList*L;charcmd;inti,t,x;clrscr();creatlist(L);do{printf(\ni,I-----插入\n);printf(d,D-----删除\n);printf(q,Q-----退出\n);do{cmd=getchar();}while((cmd!='i')&&(cmd!='I')&&(cmd!='d')&&(cmd!='D')&&(cmd!='q')&&(cmd!='Q'));switch(cmd){case'i':-5-case'I':printf(\nPleaseinputtheDATA:);scanf(%d,&x);printf(\nWhere?);scanf(%d,&i);insert(L,i,x);printout(L);break;case'd':case'D':printf(\nWheretoDelete?);scanf(%d,&i);delete(L,i);printout(L);break;}}while((cmd!='q')&&(cmd!='Q'));}（二）有序顺序表的合并[问题描述]已知顺序表la和lb中的数据元素按非递减有序排列，将la和lb表中的数据元素，合并成为一个新的顺序表lc[基本要求]lc中的数据元素仍按非递减有序排列，并且不破坏la和lb表[程序实现]#includestdio.h#includestdlib.h#defineOK1#defineERROR0/*定义ElemType为int或别的自定义类型*/typedefintElemType;/*链式存储类型*/typedefstructLNode{ElemTypedata;structLNode*next;}LNode,*LinkList;/*单链表的建立(头插法)*/voidCreateList_L(LinkList&L,intn)//CreateList_L()function{//ToCreatreaLinkListLwithHeadNodeinti;LNode*p;L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));L-next=NULL;printf(PleaseinputthedataforLinkListNodes:\n);for(i=n;i0;--i){p=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));scanf(%d,&p-data);//ReverseorderinputingforCreatingaLinkListp-next=L-next;-6-L-next=p;}//endofforif(n)printf(SuccesstoCreateaLinkList!\n);elseprintf(ANULLLinkListhavebeencreated!\n);}//endofCreateList()functionvoidMergeList_L(LinkList&La,LinkList&Lb,LinkList&Lc){LinkListpa,pb,pc;pa=La-next;pb=Lb-next;Lc=pc=La;while(pa&&pb){if(pa-data=pb-data){pc-next=pa;pc=pa;pa=pa-next;}else{pc-next=pb;pc=pb;pb=pb-next;}}pc-next=pa?pa:pb;free(Lb);}voidmain(){LinkListLa,Lb,Lc,p;intn;printf(请输入La的长度n:);scanf(%d,&n);CreateList_L(La,n);printf(输出La的内容：);p=La-next;while(p){printf(%d-,p-data);p=p-next;}printf(\n);printf(请输入Lb的长度n:);scanf(%d,&n);CreateList_L(Lb,n);printf(输出Lb的内容：);p=Lb-next;while(p){printf(%d-,p-data);p=p-next;}-7-printf(\n);MergeList_L(La,Lb,Lc);printf(输出Lc的内容：);p=Lc-next;while(p){printf(%d-,p-data);p=p-next;}printf(\n);}六、注意事项1、删除元素或插入元素表的长度要变化。2、在合并表中当某一个表到表尾了就不用比较了，直接将另一个表的元素复制到总表去即可。-8-实验二单链表一、实验目的及要求1、掌握用在TC环境