数据结构实验报告
数据结构实验报告
课程名：数据结构课程设计
任课教师：梁作娟
姓名：甘言海
院系：信息科学与工程学院
专业年级：2010级计算机信息保密
数据结构实验报告
一、实验目的
1.熟练掌握几种内部排序算法并比较他们效率的高低。
2.学会运用统计的方法评价算法的好坏。
3.初步理解高效排序算法的思想，掌握几种基本的算法设计技巧。
4.学会分析算法复杂度，尝试进行算法的优化处理。
5.感受算法优劣对计算速度的影响。
二、实验要求
1、用Visual C++实现冒泡排序、简单选择排序、直接插入排序、快速排序、希
尔排序、堆排序、折半插入排序共七种排序算法。
2、每次至少用100000个数据对每种排序算法进行测试，实验用的数据不少于
五组，比较各种排序算法的效率高低，将排序结果写入文件。
三、实验方法
1、使用VC6.0创建一个windows窗体应用程序，在窗体上添加9个按钮控件和
一个文本框控件。
2、9个按钮控件分别代表7种排序方法以及重新生成随机数和按从大到小的顺
序生成数列两个方法，用户单击其中任何一个按钮都将调用其中一个方法。
3、文本框用于显示排序所用的时间。
4、每种排序算法在完成排序后都将排序结果写入特定的文件，文件名取排序算
法的名称。
四、实验内容
1、打开Visual C++，创建一个新的基于对话框的MFC窗体应用程序，在生成
的窗体上添加11个按钮控件和一个文本框控件，并修改11个按钮控件标签为“冒泡排序”、“简单选择”、“直接插入”、“快速排序”、“希尔排序”、“堆排序”、“折半插入”、“从小到大”、“从大到小”、“随机生成”、“清空文本框”。
2、添加头文件head.h，并在其中添加宏定义#define Num 100000，作为要排序
的数据个数。
3、在窗体的类定义中添加公共属性arry和arry1，arry是要排序的数组首地址，
其定义为long arry[Num+1]，在窗体的构造函数中以随机序列的方式对arry 进行初始化，通过重置函数也可以对arry数组重新赋值，重置函数有三个，可以通过点击按钮“从小到大”、“从大到小”或者“随机生成”来调用，分别以三种不同的方式给数组重新赋值。arry1是和arry同类型的数组首地址，arry1作为arry的副本，在每次进行排序时都首先将arry数组中的值原样复制到arry1中，然后对arry1进行排序，这样就能保证arry数组的值保持不变。
4、为添加的11个按钮控件添加事件处理程序，分别为7个排序算法、3个重置
函数和1个用于清空文本框的函数，三个重置函数分别以“从小到大”、“从大到小”和“随机”的方式对arry数组重新赋值。
5、修改编译器默认堆栈的大小以满足快速排序的要求，编译并连接程序，逐步
修改程序中的错误，直到程序能够连接成功。
6、 运行程序，分别用7种排序算法对生成的含有100000个数据的伪随机序列
进行排序，对每种排序算法记录下排序时间。然后单击“随机生成”，换一组随机序列重新进行，同样的操作进行5遍，求各种算法排序时间的平均值。 7、 单击“从小到大”按钮，按从小到大的顺序对arry 数组赋值，然后用这个有
序的数组对七种排序算法进行测试，对每种排序算法记录下排序时间，同样进行五次，求每种排序算法所用时间的平均值。
8、 最后单击“从大到小”按钮，产生按从大到小的顺序排列的数列，再次对七
种排序算法进行测试，每次记下排序时间，同样的操作进行五次求平均值。 9、 在头文件head.h 中将宏定义更改为#define Num 300000，重新进行实验，对
比观察排序算法对数据量的敏感程度。
10、 按照前面几步的实验结果绘制图表，比较七种排序算法的效率高低。
五、实验结果
1、 程序运行效果截图
2、 乱序排序时间表
冒泡排序 简单选
择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序 堆排序 折半插入排序 第一次 81.406 37.375 21.234 0.063 0.500 0.062 20.703 第二次 81.766 34.187 19.875 0.062 0.578 0.063 21.422 第三次 80.453 34.313 21.172 0.063 0.625 0.063 22.125 第四次 76.562 36.359 20.016 0.062 0.828 0.062 35.078 第五次 60.593 25.672 14.625 0.016 0.359 0.031 15.719 平均 76.156
33.581 19.384 0.053
0.578
0.056
23.009
表一（数据量10万）
排
序
方
法
时 间 (s) 次
数
冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序 堆排序 折半插入排序 第一次 556.281 223.609 135.469 0.078 3.437 0.110 142.109 第二次 550.453 237.734 133.422 0.078 3.344 0.109 144.218 第三次 543.781 228.281 136.281 0.078 3.531 0.109 151.109 第四次 484.468 236.328 141.500 0.094 3.672 0.125 146.672 第五次 581.672 232.672 143.312 0.110 3.797 0.109 147.500 平均
543.331
231.725 137.997 0.088
3.556
0.112
146.322
表二（数据量30万）
100200300
400
500600时间（秒）1030
数据量（万）
乱序排序时间柱状图
冒泡排序
简单选择排序直接插入排序快速排序希尔排序堆排序
折半插入排序
3、 顺序排序时间表
冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序
堆排序
折半插入排序 第一次 0.000 24.188 0.000 24.156 0.000 0.016 0.000 第二次 0.000 23.907 0.000 24.968 0.000 0.016 0.000 第三次 0.016 24.375 0.000 25.515 0.000 0.016 0.000 第四次 0.000 24.219 0.000 25.609 0.000 0.015 0.000 第五次 0.000 24.234 0.000 25.750 0.000 0.015 0.016 平均
0.003 24.185
0.000 25.200 0.000 0.015 0.003 表三（数据量10万）
冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序
堆排序 折半插入排序 第一次 0.000 225.531 0.000 224.359 0.000
0.078 0.031 第二次 0.000 220.897 0.000 221.034 0.000 0.078 0.031 第三次 0.001 233.152 0.000 234.828 0.000 0.078 0.031 第四次 0.000 214.512 0.002 240.010 0.000 0.079 0.031 第五次 0.000 252.062 0.000 238.844 0.000 0.078 0.031 平均
0.000
232.144 0.000 233.320
0.000
0.078
0.031
表四（数据量30万）
排
序
方
法
时 间 (s)
次
数
排 序 方 法 时
间
(s)
次
数
排 序 方 法 时
间
(s)
次
数
50100150200
250时间（秒）
1030
数据量（万）
乱序排序时间柱状图
冒泡排序
简单选择排序直接插入排序快速排序希尔排序堆排序
折半插入排序
4、 逆序排序时间表
冒泡排序
简单选
择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序
堆排序
折半插入排序 第一次 63.250 39.516 29.843 27.578 0.454 0.047 33.828 第二次 62.890 39.218 29.891 29.234 0.672 0.047 34.516 第三次 57.422 35.968 28.656 23.750 0.671 0.047 34.547 第四次 61.141 36.984 31.563 26.421 0.672 0.047 34.110 第五次 66.656 37.969 29.906 24.594 0.672 0.047 32.891 平均
62.272 37.931
29.972 26.315 0.628 0.047 33.978 表五（数据量10万）
冒泡排序 简单选择排序 直接插入排序 快速排序 希尔排序
堆排序 折半插入排序 第一次 578.141 248.157 290.891 233.968 7.953
0.094 306.313 第二次 552.078 240.688 264.344 214.828 6.750 0.078 282.906 第三次 554.045 245.230 280.783 230.234 7.822 0.090 302.208 第四次 560.788 246.344 276.355 220.788 7.052 0.080 298.420 第五次 556.922 228.797 279.109 220.344 8.203 0.078 295.687 平均
562.380
239.214 278.115 223.047
7.635
0.083
298.846
表六（数据量30万）
排 序
方 法
时 间 (s) 次
数
排 序 方 法 时
间
(s)
次
数
100200300
400
500600时间（秒）1030
数据量（万）
乱序排序时间柱状图
冒泡排序
简单选择排序直接插入排序快速排序希尔排序堆排序
折半插入排序
六、实验结果分析
1、 对乱序来说排序效率最高的是快速排序和堆排序，其次是希尔排序，然后是
直接插入排序和折半插入排序，然后是简单选择排序，最慢的是冒泡排序。 2、 对于已经按从小到大的顺序排列好的数列，冒泡排序、直接插入排序、希尔
排序、折半插入排序，基本不需要花费任何时间，堆排序需要少量时间，简单选择排序和快速排序效率较低。
3、 对于逆序来说，效率最高的是堆排序，其次是希尔排序，然后快速排序、简
单选择排序、直接插入排序、折半插入排序的效率相差很小，冒泡排序的效率最低。
4、 综合来看堆排序、快速排序和希尔排序是较好的排序算法，对各种序列进行
排序的效率都很高。
5、 快速排序由于采用递归函数的方法实现，在运行时由于编译器分配的栈的大
小的限制，递归调用的层数受到限制。在对顺序和逆序的数列进行排序时由于需要递归调用的层数比较多，程序运行可能会被意外终止，可以在调试之前通过设置编译器的堆栈大小来满足快速排序的需要。
6、 快速排序对乱序的排序效率非常高，但是对于顺序或者逆序的序列来说，排
序所需时间较大，但这种情况出现的可能性较低，所以从统计的角度来讲，它仍是一种高效的排序方法，其效率和堆排序相当。
7、 由于希尔排序的效率与增量序列有关，只有设置合适的增量序列才能取得较
高的排序效率，程序中根据公式dlta[k]=2t-k+1-1来设置增量序列dlta ，其中t 为排序趟数，程序中采用5趟排序，k 为数组下表，满足约束条件1≤k ≤t ≤[log 2(n+1)]。根据运行结果来看，这种设置方法可以取得较高的排序效率。 8、 从两次数据量的变化来看，快速排序和堆排序对数据的敏感性最低，接近于
线性关系。其它排序算法对数据量的变化较为敏感，随数据量的增加排序时间快速增长。通过模拟可以看出快速排序的“时间—数据量”曲线近似于函数模型t=kn,其中t 为排序时间，n 为数据量，k 为系数。
9、 由于折半插入排序采用折半查找的方式寻找数据要插入的位置，查找效率较
高，但是找到插入位置后仍要将数组的后续数据全部后移一个位置以供数据插入，而在数据后移的时候仍要进行比较运算（坐标值和插入位置比较）。而直接插入排序在查找的同时后移数据，所以这样来看的话折半插入排序相比直接插入排序并没有效率上的优势，反而会略微慢于直接插入排序，其浪
费的时间在查找插入位置上，从后面的操作来看这并不能提高程序的运行效率。
七、注意事项
1、由于快速排序法受递归层次的限制，在做顺序和逆序实验或者当数据量过大
时可能导致程序意外终止，这时重启即可，另外在调试程序之前设置编译器堆栈的大小以满足快速排序算法的需要。
2、冒泡排序、直接插入排序、简单选择排序、折半插入排序都是效率较低的排
序方法，在对这些排序算法进行测试时由于排序用时较多，程序可能产生阻塞，这时候需要耐心等待排序结束，以统计各种算法的排序时间。
附录
1.宏定义部分（位于头文件head.h中）
#define Num 100000(更换数据量时更改为#define Num 300000)
2.窗口类定义（其中arry和arry1是排序时要用到的数组，程序中重载了
PreTranslateMessage函数以为按钮“清空文本框”添加快捷方式）
class CGanDlg : public CDialog
{
private:
long arry[Num+1];
long arry1[Num+1];
BOOL PreTranslateMessage(MSG* pMsg);
// Construction
public:
CGanDlg(CWnd* pParent = NULL); // standard constructor
// Dialog Data
//{{AFX_DA TA(CGanDlg)
enum { IDD = IDD_GAN_DIALOG };
CEdit m_edit;
CString m_text;
//}}AFX_DA TA
// ClassWizard generated virtual function overrides
//{{AFX_VIRTUAL(CGanDlg)
protected:
virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support
//}}AFX_VIRTUAL
// Implementation
protected:
HICON m_hIcon;
// Generated message map functions
//{{AFX_MSG(CGanDlg)
virtual BOOL OnInitDialog();
afx_msg void OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam);
afx_msg void OnPaint();
afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon();
afx_msg void OnButton1();
afx_msg void OnButton2();
afx_msg void OnButton3();
afx_msg void OnButton4();
afx_msg void OnButton5();
afx_msg void OnButton6();
afx_msg void OnButton7();
afx_msg void OnButton8();
afx_msg void OnButton9();
afx_msg void OnButton10();
afx_msg void OnButton11();
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
3.冒泡排序
void CGanDlg::OnButton1()
{
bool sign;
int temp;
long i,j;
FILE *fp;
clock_t start,finish;
memcpy(arry1,arry,(Num+1)*sizeof(long));
start=clock();
for(i=1;i { sign=true; for(j=1;j<=Num-i;j++) { if(arry1[j]>arry1[j+1]) { temp=arry1[j]; arry1[j]=arry1[j+1]; arry1[j+1]=temp; sign=false; } } if(sign) { break; } } finish=clock(); CString str; str.Format("冒泡排序时间（秒）：%lf\r\n",(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC); m_text+=str; UpdateData(false); if((fp=fopen("bubble.txt","w"))==NULL) exit(0); for(i=1;i<=Num;i++) { fprintf(fp,"%ld",arry1[i]); fputc(' ',fp); } fclose(fp); // TODO: Add your control notification handler code here } 4.简单选择排序 void CGanDlg::OnButton2() { FILE *fp; long i,j,flag; int temp; clock_t start,finish; memcpy(arry1,arry,(Num+1)*sizeof(long)); start=clock(); for(i=1;i { flag=i; for(j=i+1;j<=Num;j++) { if(arry1[j] flag=j; } if(flag!=i) { temp=arry1[flag]; arry1[flag]=arry1[i]; arry1[i]=temp; } } finish=clock(); CString str; str.Format("简单选择排序时间（秒）：%lf\r\n",(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC); m_text+=str; UpdateData(false); if((fp=fopen("choose.txt","w"))==NULL) exit(0); for(i=1;i<=Num;i++) { fprintf(fp,"%ld",arry1[i]); fputc(' ',fp); } fclose(fp); // TODO: Add your control notification handler code here } 5.直接插入排序 void CGanDlg::OnButton3() { long i,j; FILE *fp; clock_t start,finish; memcpy(arry1,arry,(Num+1)*sizeof(long)); start=clock(); for(i=2;i<=Num;i++) { if(arry1[i] { arry1[0]=arry1[i]; arry1[i]=arry1[i-1]; for(j=i-2;arry1[0] { arry1[j+1]=arry1[j]; } arry1[j+1]=arry1[0]; } } finish=clock(); CString str; str.Format("直接插入排序时间（秒）：%lf\r\n",(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC); m_text+=str; UpdateData(false); if((fp=fopen("plug.txt","w"))==NULL) exit(0); for(i=1;i<=Num;i++) { fprintf(fp,"%ld",arry1[i]); fputc(' ',fp); } fclose(fp); // TODO: Add your control notification handler code here } 6.快速排序 long Partition(long *arry,long low,long high) { arry[0]=arry[low]; while(low { while(low high--; arry[low]=arry[high]; while(low low++; arry[high]=arry[low]; } arry[low]=arry[0]; return low; } void QSort(long *arry,long low,long high) { long flag; if(low { flag=Partition(arry,low,high); QSort(arry,low,flag-1); QSort(arry,flag+1,high); } } void CGanDlg::OnButton4() { long i; FILE *fp; clock_t start,finish; memcpy(arry1,arry,(Num+1)*sizeof(long)); start=clock(); QSort(arry1,1,Num); finish=clock(); CString str; str.Format("快速排序时间（秒）：%lf\r\n",(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC); m_text+=str; UpdateData(false); if((fp=fopen("quick.txt","w"))==NULL) exit(0); for(i=1;i<=Num;i++) { fprintf(fp,"%ld",arry1[i]); fputc(' ',fp); } fclose(fp); // TODO: Add your control notification handler code here } 7.希尔排序 void ShellInsert(long *arry,int dk) { long i,j; for(i=1+dk;i<=Num;i++) { if(arry[i] { arry[0]=arry[i]; for(j=i-dk;j>0&&arry[0] { arry[j+dk]=arry[j]; } arry[j+dk]=arry[0]; } } } void CGanDlg::OnButton5() { long i; FILE *fp; int dlta[]={67,31,17,7,3,1}; clock_t start,finish; memcpy(arry1,arry,(Num+1)*sizeof(long)); start=clock(); for(i=0;i<6;i++) ShellInsert(arry1,dlta[i]); finish=clock(); CString str; str.Format("希尔排序时间（秒）：%lf\r\n",(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC); m_text+=str; UpdateData(false); if((fp=fopen("heer.txt","w"))==NULL) exit(0); for(i=1;i<=Num;i++) { fprintf(fp,"%ld",arry1[i]); fputc(' ',fp); } fclose(fp); // TODO: Add your control notification handler code here } 8.堆排序 void HeapAdjust(long *arry,long s,long m) { long i; int rc=arry[s]; for(i=2*s;i<=m;i*=2) { if(i i++; if(rc>=arry[i]) break; arry[s]=arry[i]; s=i; } arry[s]=rc; } void CGanDlg::OnButton6() { long i; int temp; FILE *fp; clock_t start,finish; memcpy(arry1,arry,(Num+1)*sizeof(long)); start=clock(); for(i=Num/2;i>0;i--) HeapAdjust(arry1,i,Num); for(i=Num;i>1;i--) { temp=arry1[i]; arry1[i]=arry1[1]; arry1[1]=temp; HeapAdjust(arry1,1,i-1); } finish=clock(); CString str; str.Format("堆排序时间（秒）：%lf\r\n",(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC); m_text+=str; UpdateData(false); if((fp=fopen("stacksort.txt","w"))==NULL) exit(0); for(i=1;i<=Num;i++) { fprintf(fp,"%ld",arry1[i]); fputc(' ',fp); } fclose(fp); // TODO: Add your control notification handler code here } 9.折半插入排序 void CGanDlg::OnButton7() { long i,j,low,high,mid; FILE *fp; clock_t start,finish; memcpy(arry1,arry,(Num+1)*sizeof(long)); start=clock(); for(i=2;i<=Num;i++) { arry1[0]=arry1[i]; low=1; high=i-1; while(low<=high) { mid=(low+high)/2; if(arry1[0] high=mid-1; else low=mid+1; } for(j=i-1;j>high;j--) arry1[j+1]=arry1[j]; arry1[high+1]=arry1[0]; } finish=clock(); char buffer[50]; sprintf(buffer,"折半插入排序时间（秒）：%lf\r\n",(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC); m_text+=buffer; UpdateData(false); if((fp=fopen("BInsertSort.txt","w"))==NULL) exit(0); for(i=1;i<=Num;i++) { fprintf(fp,"%ld",arry1[i]); fputc(' ',fp); } fclose(fp); // TODO: Add your control notification handler code here } 10.按从小到大的顺序重新生成数组（给arry数组赋值） void CGanDlg::OnButton11() { for(long i=1;i<=Num;i++) arry[i]=i; // TODO: Add your control notification handler code here } 11.按从大到小的顺序重新生成数组（给arry数组赋值） void CGanDlg::OnButton9() { for(long i=1;i<=Num;i++) arry[i]=Num-i; // TODO: Add your control notification handler code here } 12.重新生成随机序列（给arry数组赋值） void CGanDlg::OnButton8() { srand(time(0)); for(long i=1;i<=Num;i++) arry[i]=rand(); // TODO: Add your control notification handler code here } 13.清空文本框 void CGanDlg::OnButton10() { m_text.Format(""); UpdateData(false); // TODO: Add your control notification handler code here } 14.添加快捷方式（重载PreTranslateMessage函数） BOOL CGanDlg::PreTranslateMessage(MSG* pMsg) { BOOL flag=false; if(pMsg->message==WM_KEYDOWN&&pMsg->wParam==VK_DOWN) { OnButton10(); flag=true; } return flag? true:CDialog::PreTranslateMessage(pMsg); } 《数据结构课程实验》大纲 一、《数据结构课程实验》的地位与作用 “数据结构”是计算机专业一门重要的专业技术基础课程，是计算机专业的一门核心的关键性课程。本课程较系统地介绍了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构和实现算法，介绍了常用的多种查找和排序技术，并做了性能分析和比较，内容非常丰富。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因，使得掌握这门课程具有较大的难度： （1）内容丰富，学习量大，给学习带来困难； （2）贯穿全书的动态链表存储结构和递归技术是学习中的重点也是难点； （3）所用到的技术多，而在此之前的各门课程中所介绍的专业性知识又不多，因而加大了学习难度； （4）隐含在各部分的技术和方法丰富，也是学习的重点和难点。 根据《数据结构课程》课程本身的技术特性，设置《数据结构课程实验》实践环节十分重要。通过实验实践内容的训练，突出构造性思维训练的特征, 目的是提高学生组织数据及编写大型程序的能力。实验学时为18。 二、《数据结构课程实验》的目的和要求 不少学生在解答习题尤其是算法设计题时，觉得无从下手，做起来特别费劲。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 为了帮助学生更好地学习本课程，理解和掌握算法设计所需的技术，为整个专业学习打好基础，要求运用所学知识，上机解决一些典型问题，通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练，使学生深刻理解、牢固掌握所用到的一些技术。数据结构中稍微复杂一些的算法设计中可能同时要用到多种技术和方法，如算法设计的构思方法，动态链表，算法的编码，递归技术，与特定问题相关的技术等，要求重点掌握线性链表、二叉树和树、图结构、数组结构相关算法的设计。在掌握基本算法的基础上，掌握分析、解决实际问题的能力。 三、《数据结构课程实验》内容 课程实验共18学时，要求完成以下六个题目： 实习一约瑟夫环问题（2学时） 实验一顺序表问题 【实验报告】 《数据结构与算法》实验报告一 学院：计算机与信息学院班级： 学号：姓名： 日期：程序名： 一、上机实验的问题和要求： 顺序表的查找、插入与删除。设计算法，实现线性结构上的顺序表的产生以及元素的查找、插入与删除。具体实现要求： 1.从键盘输入10个整数，产生顺序表，并输出结点值。 调试数据：9 8 7 6 5 4 3 2 1 2.从键盘输入1个整数，在顺序表中查找该结点。若找到，输出结点的位置；若找不到， 则显示“找不到”。 调试数据：第一次输入11，第二次输入3 3.从键盘输入2个整数，一个表示欲插入的位置i，另一个表示欲插入的数值x，将x插 入在对应位置上，输出顺序表所有结点值，观察输出结果。 调试数据：第一次insert "11" after "6" ，第二次insert "86" at "2" 4.从键盘输入1个整数，表示欲删除结点的位置，输出顺序表所有结点值，观察输出结果。 调试数据：第一次delete the number at "2" ，第二次delete value "9" 注意：顺序表输出表现形式如下（实验报告上为截图）： 顺序表： 第一题 Initially Seq: head -> 9 -> 8 -> 7 -> 6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> null 第二题 找不到 6 第三题 insert "11" after "6": head -> 9 -> 8 -> 7 -> 6 -> 11 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> null insert"86"at"2":head -> 9 -> 8 -> 86 -> 7 -> 6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> null 第四题 delete the number at "2":head -> 9 -> 8 -> 6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 ->null delete value "9": head -> 8 -> 7 -> 6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> null 数据结构实验报告全集 实验一线性表基本操作和简单程序 1 ．实验目的 （1 ）掌握使用Visual C++ 6.0 上机调试程序的基本方法； （2 ）掌握线性表的基本操作：初始化、插入、删除、取数据元素等运算在顺序存储结构和链表存储结构上的程序设计方法。 2 ．实验要求 （1 ）认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 （2 ）认真阅读和掌握本章相关内容的程序。 （3 ）上机运行程序。 （4 ）保存和打印出程序的运行结果，并结合程序进行分析。 （5 ）按照你对线性表的操作需要，重新改写主程序并运行，打印出文件清单和运行结果 实验代码： 1）头文件模块 #include iostream.h>// 头文件 #include nodetype *create()// 建立单链表，由用户输入各结点data 域之值， // 以0 表示输入结束 { elemtype d;// 定义数据元素d nodetype *h=NULL,*s,*t;// 定义结点指针 int i=1; cout<<" 建立一个单链表"< 数据结构实验报告 一．题目要求 1）编程实现二叉排序树，包括生成、插入，删除； 2）对二叉排序树进行先根、中根、和后根非递归遍历； 3）每次对树的修改操作和遍历操作的显示结果都需要在屏幕上用树的形状表示出来。 4）分别用二叉排序树和数组去存储一个班(50人以上)的成员信息(至少包括学号、姓名、成绩3项),对比查找效率，并说明在什么情况下二叉排序树效率高,为什么? 二．解决方案 对于前三个题目要求，我们用一个程序实现代码如下 #include 图实验一，邻接矩阵的实现 1.实验目的 （1）掌握图的逻辑结构 （2）掌握图的邻接矩阵的存储结构 （3）验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现 2.实验内容 （1）建立无向图的邻接矩阵存储 （2）进行深度优先遍历 （3）进行广度优先遍历 3．设计与编码 MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template #include 华北电力大学 实验报告| | 实验名称数据结构实验 课程名称数据结构 | | 专业班级：学生姓名： 学号：成绩： 指导教师：实验日期：2015/7/3 实验报告说明： 本次实验报告共包含六个实验，分别为：简易停车场管理、约瑟夫环（基于链表和数组）、二叉树的建立和三种遍历、图的建立和两种遍历、hash-telbook和公司招工系统。 编译环境：visual studio 2010 使用语言：C++ 所有程序经调试均能正常运行 实验目录 实验一约瑟夫环（基于链表和数组） 实验二简易停车场管理 实验三二叉树的建立和三种遍历 实验四图的建立和两种遍历 实验五哈希表的设计 实验一：约瑟夫环 一、实验目的 1.熟悉循环链表的定义和有关操作。 二、实验要求 1.认真阅读和掌握实验内容。 2．用循环链表解决约瑟夫问题。 3.输入和运行编出的相关操作的程序。 4.保存程序运行结果 , 并结合输入数据进行分析。 三、所用仪器设备 1.PC机。 2.Microsoft Visual C++运行环境。 四、实验原理 1.约瑟夫问题解决方案： 用两个指针分别指向链表开头和下一个，两指针依次挪动，符合题意就输出结点数据，在调整指针，删掉该结点。 五、代码 1、基于链表 #include 实验项目名称：图的遍历 一、实验目的 应用所学的知识分析问题、解决问题，学会用建立图并对其进行遍历，提高实际编程能力及程序调试能力。 二、实验容 问题描述：建立有向图，并用深度优先搜索和广度优先搜素。输入图中节点的个数和边的个数，能够打印出用邻接表或邻接矩阵表示的图的储存结构。 三、实验仪器与设备 计算机，Code::Blocks。 四、实验原理 用邻接表存储一个图，递归方法深度搜索和用队列进行广度搜索，并输出遍历的结果。 五、实验程序及结果 #define INFINITY 10000 /*无穷大*/ #define MAX_VERTEX_NUM 40 #define MAX 40 #include typedef struct ArCell{ int adj; }ArCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct { char name[20]; }infotype; typedef struct { infotype vexs[MAX_VERTEX_NUM]; AdjMatrix arcs; int vexnum,arcnum; }MGraph; int LocateVex(MGraph *G,char* v) { int c = -1,i; for(i=0;i 2009级数据结构实验报告 实验名称：约瑟夫问题 学生姓名：李凯 班级：21班 班内序号：06 学号：09210609 日期：2010年11月5日 1．实验要求 1）功能描述：有n个人围城一个圆圈，给任意一个正整数m，从第一个人开始依次报数，数到m时则第m个人出列，重复进行，直到所有人均出列为止。请输出n个人的出列顺序。 2）输入描述：从源文件中读取。 输出描述：依次从显示屏上输出出列顺序。 2. 程序分析 1）存储结构的选择 单循环链表 2）链表的ADT定义 ADT List{ 数据对象：D={a i|a i∈ElemSet,i=1,2,3,…n,n≧0} 数据关系：R={< a i-1, a i>| a i-1 ,a i∈D,i=1,2,3,4….,n} 基本操作： ListInit(&L)；//构造一个空的单链表表L ListEmpty(L); //判断单链表L是否是空表，若是，则返回1，否则返回0. ListLength(L); //求单链表L的长度 GetElem（L，i）；//返回链表L中第i个数据元素的值； ListSort(LinkList [内容要求] 1、存储结构：顺序表、单链表或其他存储结构，需要画示意图，可参考书上P59 页图2-9 2.2 关键算法分析 结点类： template 学期：2010-2011学年第一学期指导教师：杨华莉成绩： 实验一顺序表的基本操作 一、实验目的 1．掌握使用VC++6.0调试程序的基本方法； 2．掌握线性表的顺序存储结构的类型定义； 3．掌握顺序表的基本操作的实现,如：插入、删除、遍历、查找、排序、修改、合并等； 4．掌握顺序表的应用。 二、实验要求 1．认真阅读和掌握本实验的示例程序。 2．上机运行示例程序，打印出程序的运行结果，并作必要的说明。 3．对示例程序，按照对线性表的操作需要，在程序中至少添加2个顺序表的相关操作。如： i.查找并显示分数在区间[a，b）的学生信息； ii.查找并显示最高分或最低分学生信息； iii.统计不及格或及格人数及所占比例； iv.将信息表按学号、姓名或分数升序或降序排列； v.按学号顺序进行数据元素的插入； vi.删除指定学号或姓名的学生信息； vii.修改某个学生的信息； viii.其它。 4．重新改写主函数（要求必需调用自己添加的操作），打印出文件清单（自己添加的函数、修改后的主函数和运行结果）。 5．对修改后的程序，分析每一个算法（函数）的时间复杂度。 6．根据上述要求撰写实验报告，并简要给出算法设计小结和心得。 三、实验环境 1．台式计算机每人一台； 2．软件：Visual C++6.0 四、实验内容和实验结果 一．示例程序运行结果及说明 二．自己添加的新函数(至少2个)，要求加必要的注释。 SqList Delete_SqList(SqList &L)//删除学生信息 { Elemtype x; int i=0; int choice=DMenu(); char name[25]; int num,k; if(!L.length) { printf("表为空，无法删除!"); exit(0); } switch(choice) { case 1: //按姓名删除 printf("\n请输入要删除的学生的姓名\n"); scanf("%s",&name); k=strcmp(name,L.data[i].name);//比较姓名 if(k==0) { x=L.data[i-1]; for(int m=L.length-1;m>=i-1;--m) L.data[i-1]=L.data[i]; --L.length; break; } case 2: //按学号删除 printf("\n请输入要删除学生的学号\n"); scanf("%d",&num); if(num==L.data[i].num) { for(int m=L.length-1;m>=i-1;--m) L.data[i-1]=L.data[i]; --L.length; break; } case 3:break; } return L; 邻接矩阵的实现 1. 实验目的 （1）掌握图的逻辑结构 （2）掌握图的邻接矩阵的存储结构 （3）验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现2. 实验内容 （1）建立无向图的邻接矩阵存储 （2）进行深度优先遍历 （3）进行广度优先遍历3．设计与编码MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template int vertexNum, arcNum; }; #endif MGraph.cpp #include 云南大学软件学院数据结构实验报告 （本实验项目方案受“教育部人才培养模式创新实验区（X3108005）”项目资助）实验难度： A □ B □ C □ 学期：2010秋季学期 任课教师: 实验题目: 查找算法设计与实现 姓名: 王辉 学号: 20091120154 电子邮件: 完成提交时间： 2010 年 12 月 27 日 云南大学软件学院2010学年秋季学期 《数据结构实验》成绩考核表 学号：姓名：本人承担角色： 综合得分：（满分100分） 指导教师：年月日（注：此表在难度为C时使用，每个成员一份。） （下面的内容由学生填写，格式统一为，字体: 楷体, 行距: 固定行距18，字号: 小四，个人报告按下面每一项的百分比打分。难度A满分70分，难度B满分90分）一、【实验构思（Conceive）】(10%) 1 哈希表查找。根据全年级学生的姓名，构造一个哈希表，选择适当的哈希函数和解决冲突的方法，设计并实现插入、删除和查找算法。 熟悉各种查找算法的思想。 2、掌握查找的实现过程。 3、学会在不同情况下运用不同结构和算法求解问题。 4 把每个学生的信息放在结构体中： typedef struct //记录 { NA name; NA tel; NA add; }Record; 5 void getin(Record* a)函数依次输入学生信息 6 人名折叠处理，先将用户名进行折叠处理折叠处理后的数，用除留余数法构造哈希函数，并返回模值。并采用二次探测再散列法解决冲突。 7姓名以汉语拼音形式，待填入哈希表的人名约30个，自行设计哈希函数，用线性探测再散列法或链地址法处理冲突；在查找的过程中给出比较的次数。完成按姓名查询的操作。将初始班级的通讯录信息存入文件。 二、【实验设计(Design)】(20%) （本部分应包括：抽象数据类型的功能规格说明、主程序模块、各子程序模块的伪码说明，主程序模块与各子程序模块间的调用关系） 1抽象数据类型的功能规格说明和结构体： #include 《数据结构》实验报告 ◎实验题目: 无向图的建立与遍历 ◎实验目的：掌握无向图的邻接链表存储，熟悉无向图的广度与深度优先遍历。 ◎实验内容：对一个无向图以邻接链表存储，分别以深度、广度优先非递归遍历输出。 一、需求分析 1.本演示程序中，输入的形式为无向图的邻接链表形式，首先输入该无向图的顶点数和边数，接着输入顶点信息，再输入每个边的顶点对应序号。 2.该无向图以深度、广度优先遍历输出。 3.本程序可以实现无向图的邻接链表存储，并以深度、广度优先非递归遍历输出。 4.程序执行的命令包括：（1）建立一个无向图的邻接链表存储（2）以深度优先遍历输出（3）以广度优先遍历输出（4）结束 5.测试数据： 顶点数和边数：6,5 顶点信息：a b c d e f 边的顶点对应序号： 0,1 0,2 0,3 2,4 3,4 深度优先遍历输出： a d e c b f 广度优先遍历输出： a d c b e f 二概要设计 为了实现上述操作，应以邻接链表为存储结构。 1.基本操作： void createalgraph(algraph &g) 创建无向图的邻接链表存储 void dfstraverseal(algraph &g,int v) 以深度优先遍历输出 void bfstraverseal(algraph &g,int v) 以广度优先遍历输出 2.本程序包含四个模块： （1）主程序模块 （2）无向图的邻接链表存储模块 （3）深度优先遍历输出模块 （4）广度优先遍历输出模块 3.模块调用图： 三详细设计 1.元素类型，结点类型和指针类型：typedef struct node { int adjvex; struct node *next; }edgenode; typedef struct vnode { char vertex; edgenode *firstedge; }vertxnode; typedef vertxnode Adjlist[maxvernum]; typedef struct { Adjlist adjlist; int n,e; }algraph; edgenode *s; edgenode *stack[maxvernum],*p; 2.每个模块的分析： （1）主程序模块 int main() 2011~2012第一学期数据结构实验报告 班级：信管一班 学号：201051018 姓名：史孟晨 实验报告题目及要求 一、实验题目 设某班级有M（6）名学生，本学期共开设N（3）门课程，要求实现并修改如下程序（算法）。 1. 输入学生的学号、姓名和 N 门课程的成绩（输入提示和输出显示使用汉字系统）， 输出实验结果。（15分） 2. 计算每个学生本学期 N 门课程的总分，输出总分和N门课程成绩排在前 3 名学 生的学号、姓名和成绩。 3. 按学生总分和 N 门课程成绩关键字升序排列名次，总分相同者同名次。 二、实验要求 1．修改算法。将奇偶排序算法升序改为降序。（15分） 2．用选择排序、冒泡排序、插入排序分别替换奇偶排序算法,并将升序算法修改为降序算法；。（45分）） 3．编译、链接以上算法，按要求写出实验报告（25）。 4. 修改后算法的所有语句必须加下划线，没做修改语句保持按原样不动。 5．用A4纸打印输出实验报告。 三、实验报告说明 实验数据可自定义，每种排序算法数据要求均不重复。 (1) 实验题目：《N门课程学生成绩名次排序算法实现》； (2) 实验目的：掌握各种排序算法的基本思想、实验方法和验证算法的准确性； (3) 实验要求：对算法进行上机编译、链接、运行； (4) 实验环境（Windows XP-sp3,Visual c++)； (5) 实验算法（给出四种排序算法修改后的全部清单）； (6) 实验结果（四种排序算法模拟运行后的实验结果）； (7) 实验体会（文字说明本实验成功或不足之处）。 三、实验源程序（算法） Score.c #include "stdio.h" #include "string.h" #define M 6 #define N 3 struct student { char name[10]; int number; int score[N+1]; /*score[N]为总分,score[0]-score[2]为学科成绩*/ }stu[M]; void changesort(struct student a[],int n,int j) {int flag=1,i; struct student temp; while(flag) { flag=0; for(i=1;i 图实验 一，邻接矩阵的实现 1.实验目的 （1）掌握图的逻辑结构 （2）掌握图的邻接矩阵的存储结构 （3）验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现 2.实验内容 （1）建立无向图的邻接矩阵存储 （2）进行深度优先遍历 （3）进行广度优先遍历 3．设计与编码 #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template 《数据结构实验》的实验题目及实验报告模板 实验一客房管理（链表实验） ●实现功能：采用结构化程序设计思想，编程实现客房管理程序的各个功能函数，从而熟练 掌握单链表的创建、输出、查找、修改、插入、删除、排序和复杂综合应用等操作的算法 实现。以带表头结点的单链表为存储结构，实现如下客房管理的设计要求。 ●实验机时：8 ●设计要求： #include 本科实验报告 课程名称：数据结构（C语言版） 实验项目：线性表、树、图、查找、内排序实验地点：明向校区实验楼208 专业班级：学号： 学生姓名： 指导教师：杨永强 2019 年 1 月10日 #include 数据结构实验报告 第 6 次实验 学号：20141060106 姓名：叶佳伟 一、实验目的 1、复习图的逻辑结构、存储结构及基本操作； 2、掌握邻接矩阵、邻接表及图的创建、遍历； 3、了解图的应用。 二、实验内容 1、（必做题）假设图中数据元素类型是字符型，请采用邻接矩阵或邻接表实现图的以下基本操作： （ 1）构造图（包括有向图、有向网、无向图、无向网）； （ 2）根据深度优先遍历图； （ 3）根据广度优先遍历图。 三、算法描述 （采用自然语言描述） 四、详细设计 （画出程序流程图） 五、程序代码 （给出必要注释） #include int adj;/*顶点关系类型,对无权图,用1(是)或0(否)表示相邻否;对带权图,则为权值*/ char *info;/*弧相关信息指针*/ }AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct { char vexs[MAX_VERTEX_NUM][5];/*顶点向量*/ AdjMatrix arcs; /*邻接矩阵*/ int vexnum, arcnum;/*图的当前顶点数和弧数*/ int kind; }MGraph; void CreateDG(MGraph *G); void CreateDN(MGraph *G); void CreateUDG(MGraph *G); void CreateUDN(MGraph *G); int LocateVex(MGraph *G, char v[]); void print(MGraph *G); int main(void) { MGraph *G; G = (MGraph *)malloc(sizeof(MGraph)); printf("请选者0-有向图,1-有向网,2-无向图,3-无向网: "); scanf("%d", &G->kind); switch(G->kind) { case DG : CreateDG(G); print(G); break; case DN : CreateDN(G); print(G); break; case UDG : CreateUDG(G); print(G); break; case UDN : CreateUDN(G); 数据结构(C语言版) 实验报告 专业班级学号姓名 实验1 实验题目：单链表的插入和删除 实验目的： 了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构，掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。 实验要求： 建立一个数据域定义为字符串的单链表，在链表中不允许有重复的字符串；根据输入的字符串，先找到相应的结点，后删除之。 实验主要步骤： 1、分析、理解给出的示例程序。 2、调试程序，并设计输入数据（如：bat，cat，eat，fat，hat，jat，lat，mat，#），测试程序 的如下功能：不允许重复字符串的插入；根据输入的字符串，找到相应的结点并删除。 3、修改程序： （1）增加插入结点的功能。 （2）将建立链表的方法改为头插入法。 程序代码: #include"stdio.h" #include"string.h" #include"stdlib.h" #include"ctype.h" typedef struct node //定义结点 { char data[10]; //结点的数据域为字符串 struct node *next; //结点的指针域 }ListNode; typedef ListNode * LinkList; // 自定义LinkList单链表类型 LinkList CreatListR1(); //函数，用尾插入法建立带头结点的单链表 LinkList CreatList(void); //函数，用头插入法建立带头结点的单链表 ListNode *LocateNode(); //函数，按值查找结点 void DeleteList(); //函数，删除指定值的结点 void printlist(); //函数，打印链表中的所有值 void DeleteAll(); //函数，删除所有结点，释放内存 数据结构教程 上机实验报告 实验七、图算法上机实现 一、实验目的： 1.了解熟知图的定义和图的基本术语，掌握图的几种存储结构。 2.掌握邻接矩阵和邻接表定义及特点，并通过实例解析掌握邻接 矩阵和邻接表的类型定义。 3.掌握图的遍历的定义、复杂性分析及应用，并掌握图的遍历方 法及其基本思想。 二、实验内容： 1.建立无向图的邻接矩阵 2.图的深度优先搜索 3.图的广度优先搜索 三、实验步骤及结果： 1.建立无向图的邻接矩阵： 1)源代码： #include "" #include "" #define MAXSIZE 30 typedef struct { char vertex[MAXSIZE]; ertex=i; irstedge=NULL; irstedge; irstedge=p; p=(EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode)); p->adjvex=i; irstedge; irstedge=p; } } int visited[MAXSIZE]; ertex); irstedge; ertex=i; irstedge=NULL; irstedge;irstedge=p; p=(EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode)); p->adjvex=i; irstedge; irstedge=p; } } typedef struct node { int data; struct node *next; }QNode; ertex); irstedge;ertex); //输出这个邻接边结点的顶点信息 visited[p->adjvex]=1; //置该邻接边结点为访问过标志 In_LQueue(Q,p->adjvex); //将该邻接边结点送人队Q }数据结构实验报告格式
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