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数据结构

数据结构. 第 九 章 实验内容与上机指导. 第九章 实验内容与上机指导. 9.1 实验 1 线性表及其运算 9.2 实验 2 链表及其运算 9.3 实验 3 二叉树的存储与遍历 9.4 实验 4 图的存储与遍历 9.5 实验 5 排序 9.6 实验 6 查找. 实验一 线性表及其运算. 一、实验目的 1. 掌握线性表的逻辑特征 2. 掌握线性表顺序存储结构的特点 3. 熟练掌握线性表的基本运算 4. 掌握栈和队列的特点及其运算 二、实验内容

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Presentation Transcript

  1. 数据结构 第九章 实验内容与上机指导

  2. 第九章 实验内容与上机指导 • 9.1 实验1 线性表及其运算 • 9.2 实验2 链表及其运算 • 9.3 实验3 二叉树的存储与遍历 • 9.4 实验4 图的存储与遍历 • 9.5 实验5 排序 • 9.6 实验6 查找 第九章 实验内容与上机指导

  3. 实验一 线性表及其运算 • 一、实验目的 • 1. 掌握线性表的逻辑特征 • 2. 掌握线性表顺序存储结构的特点 • 3. 熟练掌握线性表的基本运算 • 4. 掌握栈和队列的特点及其运算 • 二、实验内容 • 1. 有一个已按递增次序排好序的线性表，今输入一个数，要求按原来的排序规律将它插入到线性表中。 第九章 实验内容与上机指导

  4. [实验说明] • 设已建立了一个上界为11，元素个数为10递增排序的线性表：12，14，16，22，25，27，29，32，43，70。若将待插入数据插入到合适位置，首先将线性表的末尾元素与之比较。如果该元素小于待插入元素，则直接将插入元素放到线性表末端即可；否则从线性表头开始，找到其插入的第i个位置，将第i个元素之后的所有元素依次后移，最后将其插入第i个位置，即完成了所要求的操作。 第九章 实验内容与上机指导

  5. 2. 利用一个堆栈，将一个线性表中的元素按逆序重新存放。例如原来的顺序为12，8，6，4，2，要求改为2，4，6，8，12。 [实验说明] • 设原始数据已存入数组a中，堆栈为stack，已清空，栈指针为top，初始top=0。首先从线性表第1个元素开始，依次将其元素压入栈中，然后将栈中元素依次弹出，重新放入数组a中。 • 3. 设数组QU[0，mo-1]中存放循环队列的元素。编写能向该循环队列插入一个结点数据和删除一个结点数据的程序。 第九章 实验内容与上机指导

  6. [实验说明] • (1) 队列的特点是在队尾入队，在队首出队。在循环队列中，最初队列为空时队首指针front和队尾指针rear都指向同一位置，当有元素入队时，由于是循环的，所以rear位置前移，即： QU.rear = (QU.rear + 1) % mo 将插入元素放到rear的新位置上。 • (2)当有元素出队时，先将front前移一个位置，即： QU.front = (QU.front + 1) % mo 将front新位置的元素取出即可。 第九章 实验内容与上机指导

  7. 三、实验要求 • 按要求编写实验程序，将实验程序上机调试运行，给出输出的结果，并提交实验报告，写出调试运行程序的分析和体会。 返回 第九章 实验内容与上机指导

  8. 实验二 链表及其运算 • 一、实验目的 • 1. 掌握链表存储结构的特点 • 2. 熟练掌握单链表的基本运算 • 3. 掌握循环链表和双链表的特点和基本运算 • 二、实验内容 • 1. 建立一个单链表，显示链表中每个结点的数据，并做删除和插入处理。 [实验说明] • (1) 建立链表是从无到有地建立起一个链表，即一个一个地输入各结点数据，并建立起前后相互链接的关系。 第九章 实验内容与上机指导

  9. (2)显示链表是将链表中各结点的数据依次显示。设一个指针变量p，先指向第1个结点，显示p所指的结点，然后p后一个结点再显示之，直到链表尾结点。(2)显示链表是将链表中各结点的数据依次显示。设一个指针变量p，先指向第1个结点，显示p所指的结点，然后p后一个结点再显示之，直到链表尾结点。 • (3)删除链表中的结点是从p指向第1个结点开始，检查该结点的数据是否等于要删除的数据，如果相等就将该结点删除，如不相等，则将p后移一个结点，如此进行下去，直到表尾为止。 • (4) 插入结点是将一个结点插入到已知的链表中，且保持结点的数据按原来的递增次序排列。 • 2. 建立一个双链表，从链首开始，顺序显示链表中的所有结点的数据，然后从链尾开始，反序显示链表中所有结点的数据，最后将一个新的结点插入到链表中。 第九章 实验内容与上机指导

  10. [实验说明] • (1)设双向链表的类型定义如下: struct chn { struct chn *prior; struct chn *next; char data[100]; } prior是指向直接前趋结点的指针，next是指向直接后继结点的指针。结点的数据域为字符串。 第九章 实验内容与上机指导

  11. (2) 建立双链表时，用到复制字符串库函数： strcpy(char *destin, char *source); 该函数的功能是将字符串source的内容复制到字符型数组destin中。在本程序中应用此函数是将输入到字符数组buf中的字符串复制到双链表一个结点的数据域中。 • (3) 通过向后指针next，可以从链首向后顺序显示链表中各结点的数据；通过向前指针prior可以从链尾反序显示链表中各结点的数据。 • (4) 修改向前、向后指针可以实现从双链表中删除和插入结点。设该双链表没有空表头结点，即其链首结点的prior域为NULL，其链尾结点的next域为NULL。 第九章 实验内容与上机指导

  12. 3. 建立如图所示的循环链表，编写一个程序将所有箭头方向取反。 第九章 实验内容与上机指导

  13. [实验说明] • (1) 因为此链表为循环链表，所以建此链表时最后一个结点的指针域不能是p->next=NULL，而是指向第一个结点，即p->next=head;p=head; • (2) 为了将链表的所有箭头取反，需从头开始扫描单链表，将第一个结点的next域指向最后一个结点，将第二个结点的next域指向第一个结点，将第三个结点的next域指向第二个结点，…直到最后一个结点用head指向它。 • (3) 判定最后一个结点不能用p->next=NULL，因为是循环链表，需用q指向第1个结点，以p!=q作为条件。 返回 第九章 实验内容与上机指导

  14. 实验三 二叉树的存储与遍历 • 一、实验目的 • 1. 掌握二叉树的非线性和递归性特点 • 2. 掌握二叉树的存储结构 • 3. 掌握二叉树的遍历（递归和非递归方式）操作的实现方法 • 二、实验内容 • 1. 建立链式存储二叉树并遍历该二叉树。 [实验说明] • (1) 采用链式存储结构建立二叉树，并按先序输入二叉树的结点序列。例如建立如图所示的二叉树： 第九章 实验内容与上机指导

  15. 第九章 实验内容与上机指导

  16. 建立时按先序输入的结点序列为： abc000de0f00g00 • (2) 二叉树的建立、先序遍历、中序遍历、后序遍历均采用递归方式实现。 • (3) 主函数中设计一个选项菜单，可选择执行建立二叉树，先序、中序、后序遍历二叉树。 • 2. 用栈实现二叉树先序遍历的非递归程序。 第九章 实验内容与上机指导

  17. [实验说明] • (1) 非递归遍历二叉树的程序中，要用栈来保存遍历经过的路径，才能访问到二叉树的每一个结点。先序遍历二叉树的顺序是“根、左、右”，所以，在对二叉树进行先序遍历时，从二叉树的根结点开始，在沿左子树向前走的过程中，将所遇结点进栈，并退栈访问之，并将其左、右子树进栈，当前进到最左端无法再走下去时，则退回，按退回的顺序进入其右子树进行遍历，如此重复直到树中的所有结点都访问完毕为止。 • (2)上题所示的二叉树，先序非递归方式遍历该二叉树时栈的变化如下： 第九章 实验内容与上机指导

  18. 第九章 实验内容与上机指导

  19. 第九章 实验内容与上机指导

  20. 第九章 实验内容与上机指导

  21. 第九章 实验内容与上机指导

  22. 返回 第九章 实验内容与上机指导

  23. 实验四 图的存储与遍历 • 一、实验目的 • 1. 掌握图的非线性结构的特点 • 2. 掌握图的邻接矩阵和邻接表的存储结构 • 3. 掌握基于图的两种常用存储结构下的深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索操作的实现。 • 二、实验内容 • 1. 完成无向图用邻接矩阵存储的深度优先搜索程序。 第九章 实验内容与上机指导

  24. [实验说明] • (1)用邻接矩阵表示图，除了要用一个二维数组存储用于表示顶点间相邻关系的邻接矩阵外，还需用一个一维数组来存储顶点信息，另外还有图的顶点数和边数。为了反映上面图的全面信息，可以采用以下结构： #define MAX 10 typedef struct { char vexs[MAX]; int edges[MAX][MAX]; int n,e; }MGraph; 第九章 实验内容与上机指导

  25. (2) 图的深度优先搜索可以通过递归调用来实现，其调用过程可描述如下： DFS (Vi) 访问Vi结点； visited[i]=true; 对所有与Vi相邻接的顶点j if visited[j]=False then DFS(Vj); visited[]是一个布尔型标志数组，用以标志一个结点是否被访问过。 第九章 实验内容与上机指导

  26. 2. 完成无向图用邻接表的广度优先搜索程序。 [实验说明] • (1) 广度优先搜索是一种分层的搜索过程，当访问图中某指定起始点后，由V0出发访问与它相邻的所有顶点w1，w2…，然后再访问w1，w2…等各顶点的相邻顶点，如此做下去，直到所有的顶点均被访问过为止。当然访问过程中已被访问过的顶点则不重复访问。为此程序中设置了一个访问标志数组visited[MAX]。 • (2) 广度优先搜索不是递归过程，过程中需借一个队列Q[MAX]，其队头指针为front，队首指针为rear。 返回 第九章 实验内容与上机指导

  27. 实验五 排序 • 一、实验目的 • 1. 掌握常用排序方法的基本思想及其实现技术 • 2. 了解各种排序方法的优缺点和适用范围 • 二、实验内容 • 实现冒泡、直接插入、选择排序和快速排序，并比较各种排序算法的运行速度。 [实验说明] • (1)采用顺序表存放待排序的记录，设关键字类型为整型。 • (2)设计一个菜单，以菜单方式选择上述排序方法。 • (3) 程序执行时，能按趟输出排序的结果。 返回 第九章 实验内容与上机指导

  28. 实验六 查找 • 一、实验目的 • 1. 掌握常用查找方法的基本思想及其实现技术 • 2. 了解各种查找方法的优缺点和适用范围 • 二、实验内容 • 1. 在有n个元素的顺序表上进行顺序查找。 [实验说明] • (1)建立有n个元素的顺序表，数据元素为整型。 • (2) 在该顺序表上查找某个数据，若查找成功输出其位置，若查找失败输出失败信息。 第九章 实验内容与上机指导

  29. 2. 在有n个元素的有序顺序表上进行二分查找。 [实验说明] • (1)建立有n个元素的有序顺序表，数据元素为整型。 • (2) 在该顺序表上用二分法查找某个数据，若查找成功输出其位置及查找次数，若查找失败输出失败信息、比较次数和应插入的位置。 第九章 实验内容与上机指导

  30. 3. 建立有n个元素的二叉排序树，并在其上进行查找。 [实验说明] • (1)建立n个元素的二叉树，以链式结构存储，数据元素为整型。 • (2) 在该二叉树上查找某种数据，若查找成功则输出成功信息，若查找失败，则插入该数据，并以中序遍历该树，输出结果。 返回 第九章 实验内容与上机指导

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