《数据结构》(C语言版)严蔚敏著_实验指导

1、.数据结构实验指导及报告书 / 学年 第 学期姓 名：_学 号：_班 级：_指导教师：_数学与统计学院2011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、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）。#includeint isprime(int n) /*判断一个数是否为素数*/ int m;for(m=2;m*m=n;m+)if(n%m=0) return 0;retur

2、n 1;int main() /*输出100以内所有素数*/int i; printf(n);for(i=2;i100;i+)if(isprime(i)=1) printf(%4d,i);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#define N 10int main()int aN=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,i,temp;printf(nthe original Array is:n );for(i=0;iN;i+)printf(%4d,ai);for(i=0;iN/2;i+)/*交换数组元素使之逆序*/temp=ai;ai=

3、aN-i-1;aN-i-1=temp;printf(nthe changed Array is:n);for(i=0;iN;i+)printf(%4d,ai);return 0;运行结果：3、 调试程序：在二维数组中，若某一位置上的元素在该行中最大，而在该列中最小，则该元素即为该二维数组的一个鞍点。要求从键盘上输入一个二维数组，当鞍点存在时，把鞍点找出来。#include#define M 3#define N 4int main()int aMN,i,j,k;printf(n请输入二维数组的数据：n);for(i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+)scanf(%d,&aij);fo

4、r(i=0;iM;i+)/*输出矩阵*/for(j=0;jN;j+)printf(%4d,aij);printf(n);for(i=0;iM;i+)k=0;for(j=1;jaik)k=j;for(j=0;jM;j+)/*判断第i行的最大值是否为该列的最小值*/if(ajkaik)break;if(j=M)/*在第i行找到鞍点*/printf(%d,%d,%dn,aik,i,k);return 0;运行结果：4、 调试程序：利用指针输出二维数组的元素。#includeint main()int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int *p;for(p=a0

5、;pa0+12;p+)if(p-a0)%4=0) 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 #define N 10struct studentchar name8;/*姓名*/int age; /*年龄*/char job; /*职业或专业，用s或t表示学生或教师*/union int class;/*班级*/char office10; /*教研室*/depa;stuN;int ma

6、in()int i; int n;printf(“n请输入人员数(10):n”);scanf(“%d”,&n);for(i=0;in;i+)/*输入n个人员的信息*/printf(n请输入第%d人员的信息：(name age job class/office)n,i+1);scanf(%s,%d,%c,, &stui.age, &stui.job);if(stui.job=s)scanf(%d,&stui.depa.class); else scanf(%s,stui.depa.office);printf(“name age job class/office”);for(i

7、=0;in;i+)/*输出*/if(stui.job=s)printf(%s %3d %3c %dn,, stui.age, stui.job, stui.depa.class); elseprintf(%s %3d %3c %sn,, stui.age, stui.job, stui.depa.office);输入的数据：2Wang 19 s 99061Li 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

8、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、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#include#define ERROR 0#define OK 1#define INIT_SIZE 5 /*初始分配的顺序表长度*/#define INCREM 5 /*溢出时，顺序表长度的增量*/typedef int ElemType; /*定义表元素的类型*/typedef struct SqlistElemType *slist; /*存储空

9、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);/* */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

10、*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-length=0; L-listsize=INIT_SIZE; return OK; /*InitList*/int CreateList_sq(Sqlist *L,int n) ElemType e; int i; for(i=0;in;i+) printf(input data %d,i+1); scanf(%d,&e

11、); if(!ListInsert_sq(L,i+1,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;ilength;i+) printf(%5d,L-slisti-1); return OK;/*PrintList*/int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e) int k;if(iL-length+1) return ERROR; if(L-length=L-listsize) L-slist=(Ele

12、mType*)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-slistk+1= L-slistk; L-slisti-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

13、,ElemType e) int main() Sqlist sl; int n,m,k; printf(please input n:); /*输入顺序表的元素个数*/ scanf(%d,&n); if(n0) printf(n1-Create Sqlist:n); InitList_sq(&sl); CreateList_sq(&sl,n); printf(n2-Print Sqlist:n); PrintList_sq(&sl); printf(nplease input insert location and data:(location,data)n); scanf(%d,%d,&m

14、,&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：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#include#define ERROR 0#define OK 1typedef int ElemType

15、; /*定义表元素的类型*/typedef struct LNode /*线性表的单链表存储*/ ElemType data; struct LNode *next;LNode,*LinkList;LinkList CreateList(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

16、(sizeof(LNode); head-next=NULL; p=head; for(i=0;idata); /*输入元素值*/ q-next=NULL; /*结点指针域置空*/ p-next=q; /*新结点连在表末尾*/ p=q; return 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,Elem

17、Type *e) LNode *p;int j=1; p=L-next; while(p&jnext;j+; if(!p|ji) return ERROR; *e=p-data; return OK;/*GetElem*/int main() int n,i;ElemType e; LinkList L=NULL; /*定义指向单链表的指针*/ printf(please input n:); /*输入单链表的元素个数*/ scanf(%d,&n); if(n0) printf(n1-Create LinkList:n); L=CreateList(n); printf(n2-Print Li

18、nkList:n); PrintList(L); printf(n3-GetElem from LinkList:n); printf(input i=); scanf(%d,&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：5、循环链表的应用（约

19、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pnull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

20、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#include#define ERROR 0#define OK 1#define STACK_INT_SIZE 10 /*存储空间初始分配量*/#define STACKINCREMENT 5 /*存储空间分配增量*/typedef int ElemType; /*定义元素的类型*/typedef struct ElemType *base;

21、 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 CreateStack(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(STAC

22、K_INT_SIZE *sizeof(ElemType); if(!S-base) return ERROR; S-top=S-base; S-stacksize=STACK_INT_SIZE; return OK;/*InitStack*/int Push(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);

23、 return ERROR; printf(input data:(Terminated by inputing 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-createStackn); CreateStack(&ss); printf(n2-Pop&Print

24、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#include#include#define M 20#define elemtype chartypedef struct elemtype stackM; int top;stacknode;void init(stacknode *st);void p

25、ush(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) printf(the stack is overflow!n); else st-top=st-top+1; st-stackst-top=x; void pop(stacknode *st)if(st-top0) st-top-; else printf(“Stack is Empty!n”);int main() cha

26、r sM; int i; stacknode *sp; printf(create a empty stack!n); sp=malloc(sizeof(stacknode); init(sp); printf(input a expression:n); gets(s); for(i=0;itop=0) printf(match)!n); else printf(not match)!n); return 0;l 输入：2+(c-d)*6-(f-7)*a)/6l 运行结果：l 输入：a-(c-d)*6-(s/3-x)/2l 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

27、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#include#define MAXSIZE 100typedef structchar dataMAXSIZE;int le

28、ngth;SqString;int strCompare(SqString *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;ilength&ilength;i+)if(s1-datai!=s2-datai)return s1-datai-s2-datai;r

29、eturn 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.length=strlen(s2.data); if(k=strCompare(&s1,&s2)=0) printf(s1=s2n); else if(k0) printf(s1s

30、2n); printf(n*show over*n);void strSub(SqString *s,int start,int sublen,SqString *sub)int i;if(starts-length|sublens-length-start+1)sub-length=0;for(i=0;idatai=s-datastart+i-1;sub-length=sublen;void show_subString() SqString s,sub; int start,sublen,i; printf(n*show subString*n); printf(input string

31、s:); gets(s.data); 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;isublen;i+) printf(%c,sub.datai); printf(n*show over*n);int main() int n;

32、 do printf(n-String-n); printf(1. strComparen); printf(2. subStringn); printf(0. EXITn); printf(ninput choice:); 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：1studentstudents2Computer Data Stuctures10

33、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#include#define MAXSIZE 100typedef structchar dataMAXSIZE;int length;SqString;int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start);void getNext(SqString *t,int next);int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next);void show_index();int index_bf(SqS

34、tring *s,SqString *t,int start)补充代码.void getNext(SqString *t,int next)int i=0,j=-1;next0=-1;while(ilength)if(j=-1)|(t-datai=t-dataj)i+;j+;nexti=j;elsej=nextj; int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next)补充代码.void show_index() SqString s,t; int k,nextMAXSIZE=0,i; printf(n*show index*n);

35、printf(input string s:); gets(s.data); s.length=strlen(s.data); printf(input string t:); gets(t.data); t.length=strlen(t.data); printf(input start position:); scanf(%d,&k); printf(BF:nthe result of BF is %dn,index_bf(&s,&t,k); getNext(&t,next); printf(KMP:n); printf(next:); for(i=0;it.length;i+) pri

36、ntf(%3d,nexti); printf(n); printf(the result of KMP is %dn,index_kmp(&s,&t,k,next); printf(n*show over*n);int main()show_index();return 0;输入：abcaabbabcabaacbacbaabcabaa1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、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

37、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#include#define MAX 20typedef struct BTNode /*节点结构声明*/char data ; /*节点数据*/struct BTNode *lchild;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

38、data:(exit for #);s=getche();if(s=#)*t=NULL; return;q=(BiTree)malloc(sizeof(struct BTNode);if(q=NULL)printf(Memory alloc failure!); 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); P

39、reOrder( p-lchild ) ; PreOrder( p-rchild) ; void InOrder(BiTree 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); void Preorder_n(BiTre

40、e p) /*先序遍历的非递归算法*/ BiTree stackMAX,q; int top=0,i; for(i=0;idata); if(q-rchild!=NULL) stacktop+=q-rchild; if(q-lchild!=NULL) q=q-lchild; else if(top0) 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; cr

41、eateBiTree(&t); printf(nnPreOrder the tree is:); PreOrder(t); printf(nnInOrder the tree is:); InOrder(t); printf(nnPostOrder the tree is:); PostOrder(t); printf(nn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