《数据结构》(C语言版)严蔚敏著-数据结构实验指导(总37页)
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1、《数据结构》实验指导及报告书 （2012） / 学年 第 学期 姓 名：______________ 学 号：______________ 班 级：______________ 指导教师：______________ 信息科学与工程学院 2012 预备实验 C语言的函数数组指针结构体知识 一、实验目的 1、复习C语言中函数、数组、指针、结构体与共用体等的概念。 2、熟悉利用C语言进行程序设计的一般方法。 二、实验预习 说明以下C语言中的概念 1、 函数： 2、 数组： 3、指针： 4、结构体 5、
2、共用体
三、实验内容和要求
1、调试程序：输出100以内所有的素数（用函数实现）。
#include
3、
return 0;
}
运行结果：
2、 调试程序：对一维数组中的元素进行逆序排列。
#include 4、temp;
}
printf("\nthe changed Array is:\n");
for(i=0;i 5、据：\n");
for(i=0;i 6、为该列的最小值*/
if(a[j][k] 7、 printf("\n");
printf("%4d",*p);
}
return 0;
}
运行结果：
5、 调试程序：设有一个教师与学生通用的表格，教师的数据有姓名、年龄、职业、教研室四项，学生有姓名、年龄、专业、班级四项，编程输入人员的数据，再以表格输出。
#include 8、*班级*/
char office[10]; /*教研室*/
}depa;
}stu[N];
int main(){
int i; int n;
printf(“\n请输入人员数(<10):\n”);
scanf(“%d”,&n);
for(i=0;i 9、.job==’s’)
scanf("%d",&stu[i].depa.class);
else
scanf("%s",stu[i].depa.office);
}
printf(“name age job class/office”);
for(i=0;i 10、 else
printf("%s %3d %3c %s\n",stu[i].name, stu[i].age, stu[i].job, stu[i].depa.office);
}
}
输入的数据：2
Wang 19 s 99061
Li 36 t computer
运行结果：
四、实验小结
五、教师评语
实验一 顺序表与链表
一、实验目的
1、掌握线性表中元素的前驱、后续的概念。
2、掌握顺序表与链表的建立、插入元素、删除表中某元素的算法。
3、对线性表相应算法的时间复杂度进行分析。
4、理解顺序表、链表数据结构的特点（优缺点）。
二、 11、实验预习
说明以下概念
1、线性表：
2、顺序表：
3、链表：
三、实验内容和要求
1、阅读下面程序，在横线处填写函数的基本功能。并运行程序，写出结果。
#include 12、lemType *slist; /*存储空间的基地址*/
int length; /*顺序表的当前长度*/
int listsize; /*当前分配的存储空间*/
}Sqlist;
int InitList_sq(Sqlist *L); /* */
int CreateList_sq(Sqlist *L,int n); /* */
int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e);/* 13、 */
int PrintList_sq(Sqlist *L); /*输出顺序表的元素*/
int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i); /*删除第i个元素*/
int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e); /*查找值为e的元素*/
int InitList_sq(Sqlist *L){
L->slist=(ElemType*)malloc(INIT_SIZE*sizeof(ElemType));
if(!L->slist) return ERROR;
L->leng 14、th=0;
L->listsize=INIT_SIZE;
return OK;
}/*InitList*/
int CreateList_sq(Sqlist *L,int n){
ElemType e;
int i;
for(i=0;i 15、,e))
return ERROR;
}
return OK;
}/*CreateList*/
/*输出顺序表中的元素*/
int PrintList_sq(Sqlist *L){
int i;
for(i=1;i<=L->length;i++)
printf("%5d",L->slist[i-1]);
return OK;
}/*PrintList*/
int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e){
int k;
if(i<1||i 16、>L->length+1)
return ERROR;
if(L->length>=L->listsize){
L->slist=(ElemType*)realloc(L->slist,
(INIT_SIZE+INCREM)*sizeof(ElemType));
if(!L->slist)
return ERROR;
L->listsize+=INCREM;
}
for(k=L->length-1;k>=i-1;k--){
L->slist[k+1]= L->slis 17、t[k];
}
L->slist[i-1]=e;
L->length++;
return OK;
}/*ListInsert*/
/*在顺序表中删除第i个元素*/
int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i){
}
/*在顺序表中查找指定值元素，返回其序号*/
int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e){
}
int main(){
Sqlist sl;
int n, 18、m,k;
printf("please input n:"); /*输入顺序表的元素个数*/
scanf("%d",&n);
if(n>0){
printf("\n1-Create Sqlist:\n");
InitList_sq(&sl);
CreateList_sq(&sl,n);
printf("\n2-Print Sqlist:\n");
PrintList_sq(&sl);
printf("\nplease input insert locati 19、on and data:(location,data)\n");
scanf("%d,%d",&m,&k);
ListInsert_sq(&sl,m,k);
printf("\n3-Print Sqlist:\n");
PrintList_sq(&sl);
printf("\n");
}
else
printf("ERROR");
return 0;
}
l 运行结果
l 算法分析
2、为第1题补充删除和查找功能函数，并在主函数中补充代码验证算法的正确性。
删除算法代码 20、：
l 运行结果
l 算法分析
查找算法代码：
l 运行结果
l 算法分析
3、阅读下面程序，在横线处填写函数的基本功能。并运行程序，写出结果。
#include 21、eateList(int n); /* */
void PrintList(LinkList L); /*输出带头结点单链表的所有元素*/
int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e); /* */
LinkList CreateList(int n){
LNode *p,*q,*head;
int i;
head=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)); head->next=NULL; 22、
p=head;
for(i=0;i 23、eturn head;
}/*CreateList*/
void PrintList(LinkList L){
LNode *p;
p=L->next; /*p指向单链表的第1个元素*/
while(p!=NULL){
printf("%5d",p->data);
p=p->next;
}
}/*PrintList*/
int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e){
LNode *p;int j=1;
p=L->next;
while(p&& 24、j 25、输入单链表的元素个数*/
scanf("%d",&n);
if(n>0){
printf("\n1-Create LinkList:\n");
L=CreateList(n);
printf("\n2-Print LinkList:\n");
PrintList(L);
printf("\n3-GetElem from LinkList:\n");
printf("input i=");
scanf("%d",& 26、i);
if(GetElem(L,i,&e))
printf("No%i is %d",i,e);
else
printf("not exists");
}else
printf("ERROR");
return 0;
}
l 运行结果
l 算法分析
4、为第3题补充插入功能函数和删除功能函数。并在主函数中补充代码验证算法的正确性。
插入算法代码：
l 运行结果
l 算法分析
删除算法代码：
l 运行结果
l 算法分析
以下为选做实验：
27、
5、循环链表的应用（约瑟夫回环问题）
n个数据元素构成一个环，从环中任意位置开始计数，计到m将该元素从表中取出，重复上述过程，直至表中只剩下一个元素。
提示：用一个无头结点的循环单链表来实现n个元素的存储。
l 算法代码
6、设一带头结点的单链表，设计算法将表中值相同的元素仅保留一个结点。
提示：指针p从链表的第一个元素开始，利用指针q从指针p位置开始向后搜索整个链表，删除与之值相同的元素；指针p继续指向下一个元素，开始下一轮的删除，直至p＝＝null为至，既完成了对整个链表元素的删除相同值。
l 算法代码
四、实验小结
五、教师评语
实验二 栈和队列
一、实验目的
28、1、掌握栈的结构特性及其入栈，出栈操作；
2、掌握队列的结构特性及其入队、出队的操作，掌握循环队列的特点及其操作。
二、实验预习
说明以下概念
1、顺序栈：
2、链栈：
3、循环队列：
4、链队
三、实验内容和要求
1、阅读下面程序，将函数Push和函数Pop补充完整。要求输入元素序列1 2 3 4 5 e，运行结果如下所示。
#include 29、INCREMENT 5 /*存储空间分配增量*/
typedef int ElemType; /*定义元素的类型*/
typedef struct{
ElemType *base;
ElemType *top;
int stacksize; /*当前已分配的存储空间*/
}SqStack;
int InitStack(SqStack *S); /*构造空栈*/
int push(SqStack *S,ElemType e); /*入栈*/
int Pop(SqStack *S,ElemType *e); /*出栈*/
int Cre 30、ateStack(SqStack *S); /*创建栈*/
void PrintStack(SqStack *S); /*出栈并输出栈中元素*/
int InitStack(SqStack *S){
S->base=(ElemType *)malloc(STACK_INT_SIZE *sizeof(ElemType));
if(!S->base) return ERROR;
S->top=S->base;
S->stacksize=STACK_INT_SIZE;
return OK;
}/*InitStack*/
int P 31、ush(SqStack *S,ElemType e){
}/*Push*/
int Pop(SqStack *S,ElemType *e){
}/*Pop*/
int CreateStack(SqStack *S){
int e;
if(InitStack(S))
printf("Init Success!\n");
else{
printf("Init Fail!\n");
return ERROR;
}
printf("input data:(Terminated by inpu 32、ting a character)\n");
while(scanf("%d",&e))
Push(S,e);
return OK;
}/*CreateStack*/
void PrintStack(SqStack *S){
ElemType e;
while(Pop(S,&e))
printf("%3d",e);
}/*Pop_and_Print*/
int main(){
SqStack ss;
printf("\n1-createStack\n");
CreateStack( 33、&ss);
printf("\n2-Pop&Print\n");
PrintStack(&ss);
return 0;
}
l 算法分析：输入元素序列1 2 3 4 5，为什么输出序列为5 4 3 2 1？体现了栈的什么特性？
2、在第1题的程序中，编写一个十进制转换为二进制的数制转换算法函数（要求利用栈来实现），并验证其正确性。
l 实现代码
l 验证
3、阅读并运行程序，并分析程序功能。
#include 34、fine elemtype char
typedef struct
{
elemtype stack[M];
int top;
}
stacknode;
void init(stacknode *st);
void push(stacknode *st,elemtype x);
void pop(stacknode *st);
void init(stacknode *st)
{
st->top=0;
}
void push(stacknode *st,elemtype x)
{
if(st->top==M)
35、 printf("the stack is overflow!\n");
else
{
st->top=st->top+1;
st->stack[st->top]=x;
}
}
void pop(stacknode *st)
{
if(st->top>0) st->top--;
else printf(“Stack is Empty!\n”);
}
int main()
{
char s[M];
int i;
stacknode *sp;
printf("cre 36、ate a empty stack!\n");
sp=malloc(sizeof(stacknode));
init(sp);
printf("input a expression:\n");
gets(s);
for(i=0;i 37、f("'('match')'!\n");
else
printf("'('not match')'!\n");
return 0;
}
l 输入：2+((c-d)*6-(f-7)*a)/6
l 运行结果：
l 输入：a-((c-d)*6-(s/3-x)/2
l 运行结果：
l 程序的基本功能：
以下为选做实验：
4、设计算法，将一个表达式转换为后缀表达式，并按照后缀表达式进行计算，得出表达式得结果。
l 实现代码
5、假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾结点（不设队头指针），试编写相应的置空队列、入队列、出队列的算 38、法。
实现代码：
四、实验小结
五、教师评语
实验三 串的模式匹配
一、实验目的
1、了解串的基本概念
2、掌握串的模式匹配算法的实现
二、实验预习
说明以下概念
1、模式匹配：
2、BF算法：
3、KMP算法：
三、实验内容和要求
1、阅读并运行下面程序，根据输入写出运行结果。
#include 39、String *s1,SqString *s2); /*串的比较*/
void show_strCompare();
void strSub(SqString *s,int start,int sublen,SqString *sub);
/*求子串*/
void show_subString();
int strCompare(SqString *s1,SqString *s2){
int i;
for(i=0;i 40、ta[i]-s2->data[i];
return s1->length-s2->length;
}
void show_strCompare(){
SqString s1,s2;
int k;
printf("\n***show Compare***\n");
printf("input string s1:");
gets(s1.data);
s1.length=strlen(s1.data);
printf("input string s2:");
gets(s2.data);
s2.len 41、gth=strlen(s2.data);
if((k=strCompare(&s1,&s2))==0)
printf("s1=s2\n");
else if(k<0)
printf("s1 42、->length||sublen>s->length-start+1){
sub->length=0;
}
for(i=0;i 43、ata);
s.length=strlen(s.data);
printf("input start:");
scanf("%d",&start);
printf("input sublen:");
scanf("%d",&sublen);
strSub(&s,start,sublen,&sub);
if(sub.length==0)
printf("ERROR!\n");
else{
printf("subString is :");
for(i=0;i 44、blen;i++)
printf("%c",sub.data[i]);
}
printf("\n***show over***\n");
}
int main(){
int n;
do {
printf("\n---String---\n");
printf("1. strCompare\n");
printf("2. subString\n");
printf("0. EXIT\n");
printf("\ninput choice: 45、");
scanf("%d",&n);
getchar();
switch(n){
case 1:show_strCompare();break;
case 2:show_subString();break;
default:n=0;break;
}
}while(n);
return 0;
}
l 运行程序
输入：
1
student
students
2
Computer Data Stuctures
1 46、0
4
运行结果：
2、实现串的模式匹配算法。补充下面程序，实现串的BF和KMP算法。
#include 47、int start,int next[]);
void show_index();
int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start){
补充代码.....
}
void getNext(SqString *t,int next[]){
int i=0,j=-1;
next[0]=-1;
while(i 48、int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next[]){
补充代码.....
}
void show_index(){
SqString s,t;
int k,next[MAXSIZE]={0},i;
printf("\n***show index***\n");
printf("input string s:");
gets(s.data);
s.length=strlen(s.data);
printf("input string t:");
49、 gets(t.data);
t.length=strlen(t.data);
printf("input start position:");
scanf("%d",&k);
printf("BF:\nthe result of BF is %d\n",index_bf(&s,&t,k));
getNext(&t,next);
printf("KMP:\n");
printf("next[]:");
for(i=0;i 50、
printf("\n");
printf("the result of KMP is %d\n",index_kmp(&s,&t,k,next));
printf("\n***show over***\n");
}
int main(){
show_index();
return 0;
}
输入：
abcaabbabcabaacbacba
abcabaa
1
运行结果：
四、实验小结
五、教师评语
实验四 二叉树
一、实验目的
1、掌握二叉树的基本特性
2、掌握二叉树的先序、中序、后序的递归遍历算法
3、理解二叉树的先序、中序 51、、后序的非递归遍历算法
4、通过求二叉树的深度、叶子结点数和层序遍历等算法，理解二叉树的基本特性
二、实验预习
说明以下概念
1、二叉树：
2、递归遍历：
3、 非递归遍历：
4、层序遍历：
三、实验内容和要求
1、阅读并运行下面程序，根据输入写出运行结果，并画出二叉树的形态。
#include 52、child;
struct BTNode *rchild ; /*指针*/
}*BiTree;
void createBiTree(BiTree *t){ /* 先序遍历创建二叉树*/
char s;
BiTree q;
printf("\nplease input data:(exit for #)");
s=getche();
if(s=='#'){*t=NULL; return;}
q=(BiTree)malloc(sizeof(struct BTNode));
if(q==NULL){printf("Memory alloc failure!"); 53、 exit(0);}
q->data=s;
*t=q;
createBiTree(&q->lchild); /*递归建立左子树*/
createBiTree(&q->rchild); /*递归建立右子树*/
}
void PreOrder(BiTree p){ /* 先序遍历二叉树*/
if ( p!= NULL ) {
printf("%c", p->data);
PreOrder( p->lchild ) ;
PreOrder( p->rchild) ;
}
}
void InOrder(B 54、iTree p){ /* 中序遍历二叉树*/
if( p!= NULL ) {
InOrder( p->lchild ) ;
printf("%c", p->data);
InOrder( p->rchild) ;
}
}
void PostOrder(BiTree p){ /* 后序遍历二叉树*/
if ( p!= NULL ) {
PostOrder( p->lchild ) ;
PostOrder( p->rchild) ;
printf("%c", p->data);
55、 }
}
void Preorder_n(BiTree p){ /*先序遍历的非递归算法*/
BiTree stack[MAX],q;
int top=0,i;
for(i=0;i 56、
else
if(top>0) q=stack[--top];
else q=NULL;
}
}
void release(BiTree t){ /*释放二叉树空间*/
if(t!=NULL){
release(t->lchild);
release(t->rchild);
free(t);
}
}
int main(){
BiTree t=NULL;
createBiTree(&t);
printf("\n\nPreOrder 57、 the tree is:");
PreOrder(t);
printf("\n\nInOrder the tree is:");
InOrder(t);
printf("\n\nPostOrder the tree is:");
PostOrder(t);
printf("\n\n先序遍历序列（非递归）:");
Preorder_n(t);
release(t);
return 0;
}
l 运行程序
输入：
ABC##DE#G##F###
运行结果：
2、在上题中补充求二叉树中求结点总数算 58、法（提示：可在某种遍历过程中统计遍历的结点数），并在主函数中补充相应的调用验证正确性。
算法代码：
3、在上题中补充求二叉树中求叶子结点总数算法（提示：可在某种遍历过程中统计遍历的叶子结点数），并在主函数中补充相应的调用验证正确性。
算法代码：
4、在上题中补充求二叉树深度算法，并在主函数中补充相应的调用验证正确性。
算法代码：
选做实验：（代码可另附纸）
4、 补充二叉树层次遍历算法。（提示：利用队列实现）
5、补充二叉树中序、后序非递归算法。
四、实验小结
五、教师评语
实验五 图的表示与遍历
一、实验目的
1、掌握图的邻接矩阵和邻接表表示
2、掌握图的深度优 59、先和广度优先搜索方法
3、理解图的应用方法
二、实验预习
说明以下概念
1、深度优先搜索遍历：
2、广度优先搜索遍历：
3、拓扑排序：
4、最小生成树：
5、最短路径：
三、实验内容和要求
1、阅读并运行下面程序，根据输入写出运行结果。
#include 60、pedef struct /*图的邻接矩阵*/
{
int vexnum,arcnum;
char vexs[N];
int arcs[N][N];
}
graph;
void createGraph(graph *g); /*建立一个无向图的邻接矩阵*/
void dfs(int i,graph *g); /*从第i个顶点出发深度优先搜索*/
void tdfs(graph *g); /*深度优先搜索整个图*/
void bfs(int k,graph *g); /*从第k个顶点广度优先搜索*/
void t 61、bfs(graph *g); /*广度优先搜索整个图*/
void init_visit(); /*初始化访问标识数组*/
void createGraph(graph *g) /*建立一个无向图的邻接矩阵*/
{ int i,j;
char v;
g->vexnum=0;
g->arcnum=0;
i=0;
printf("输入顶点序列(以#结束)：\n");
while((v=getchar())!='#')
{
g->vexs[i]=v; 62、 /*读入顶点信息*/
i++;
}
g->vexnum=i; /*顶点数目*/
for(i=0;i 63、 g->arcs[i][j]=1;
g->arcs[j][i]=1;
scanf("%d,%d",&i,&j);
}
}
void dfs(int i,graph *g) /*从第i个顶点出发深度优先搜索*/
{
int j;
printf("%c",g->vexs[i]);
visited[i]=TRUE;
for(j=0;j 64、g);
}
void tdfs(graph *g) /*深度优先搜索整个图*/
{
int i;
printf("\n从顶点%C开始深度优先搜索序列：",g->vexs[0]);
for(i=0;i 65、ear=0;
q->front=0;
printf("%c",g->vexs[k]);
visited[k]=TRUE;
q->data[q->rear]=k;
q->rear=(q->rear+1)%N;
while(q->rear!=q->front)
{
i=q->data[q->front];
q->front=(q->front+1)%N;
for(j=0;j 66、(!visited[j]))
{
printf("%c",g->vexs[j]);
visited[j]=TRUE;
q->data[q->rear]=j;
q->rear=(q->rear+1)%N;
}
}
}
void tbfs(graph *g) /*广度优先搜索整个图*/
{
int i;
printf("\n从顶点%C开始广度优先搜索序列：",g->vexs[0]);
for(i=0;i
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