第11章 指针与动态数据结构
C语言程序设计实验指导书参考答案_第二版
C 语言程序设计 上机实验指导与习题（第二版） 参考答案（仅供教师内部参考）来自华南农业大学目 录
上机实验 ................................................................................................................................................................... 1 实验 1 C 语言程序初步 .................................................................................................................................... 1 一、实验目的............................................................................................................................................ 1 二、实验内容.................................................................................................................................
fortran
函数ASSOCIATED的一般形式为： ASSOCIATED ( P1 [，P2] )
其中，第一个参数P1为待检查的指针，第二个参数 为可选项。除下列情况外，函数的值都为假。 ⑴ P2缺省，如果P1指向某个目标变量，则函数值 为真。 ⑵ P2不缺省，且P2是一个目标变量，当P1指向P2， 则函数值为真。 ⑶ P2不缺省，且P2是一个指针变量，当P1与P2指 向同一个目标变量，则函数值为真。
指 针 赋 值 语 句 P1=>P2 的 作 用 是 断开P1与X的连接, 使P1指向Y。
12
11.1.5 指针变量的使用举例
【例11-1】 定义一个指针并指向目标，改 变目标值后打印指针与目标变 量的值。
13
PROGRAM EXAM1 IMPLICIT NONE INTEGER, TARGET :: R = 3 INTEGER, POINTER :: PR PR => R PRINT *, R, PR R = 2 * PR PRINT *, R, PR END PROGRAM EXAM1
【例11-7】动态变量的例子之三。
PROGRAM EXAM7 IMPLICIT NONE TYPE STUDENT_TYPE INTEGER :: NUM REAL :: SCORE TYPE (STUDENT_TYPE), POINTER :: NEXT END TYPE STUDENT_TYPE TYPE (STUDENT_TYPE), POINTER :: P_S1, P_S2 ALLOCATE (P_S1) ALLOCATE (P_S2) READ *, P_S1 % NUM, P_S1 % SCORE READ *, P_S2 % NUM, P_S2 % SCORE NULLIFY (P_S1 % NEXT) NULLIFY (P_S2 % NEXT) PRINT *, P_S1 %NUM, P_S1 % SCORE PRINT *, P_S2 %NUM, P_S2 % SCORE DEALLOCATE (P_S1) DEALLOCATE (P_S2) END PROGRAM EXAM7
数据结构各章概要
数据结构各章概要数据结构是计算机科学中非常重要的一个学科，其主要研究各种数据的组织方式和操作方法。
善于运用合适的数据结构可以提高算法的效率，并优化程序的性能。
本文将对数据结构的各个章节进行概要介绍，帮助读者了解不同章节的主要内容和应用。
第一章：引论在引论章节，我们将引入数据结构的基本概念和术语，例如什么是数据、数据项、数据对象等等。
同时，还将介绍数据结构的分类和基本操作，如搜索、遍历、插入、删除和排序。
这些基础知识是后续章节的基础。
第二章：线性表线性表是数据结构中最简单、最基本的一种结构。
其特点是数据元素之间的前驱和后继关系非常明确。
线性表可以用数组和链表两种方式实现。
在本章节中，我们将分别介绍顺序表和链表的实现原理、插入、删除、合并以及应用场景。
第三章：栈和队列栈和队列是两种特殊的线性表结构，它们对数据的访问具有限制性。
栈具有“先进后出”的特点，而队列则具有“先进先出”的特点。
在本章节中，我们将介绍栈和队列的实现方式以及常见的应用场景，如递归、表达式求值、广度优先搜索等。
第四章：串串是由零个或多个字符组成的有限序列，其长度可以为零。
在本章节中，我们将介绍串的定义和操作，包括字符串的模式匹配、模式识别和编辑操作。
串的相关算法在文本处理、计算机网络等领域具有广泛的应用。
第五章：数组和广义表数组是一种在内存中以连续方式存储的数据结构，它具有高效的随机访问特性。
广义表是线性表的一种扩展，可以包含表结构、原子结构以及其他广义表。
本章节将介绍数组和广义表的定义、操作和应用。
第六章：树树是一种非线性的数据结构，具有分层次、递归和层次遍历等特点。
在本章节中，我们将介绍树的基本概念、二叉树、树的遍历算法、平衡树以及树的应用，如编译器中的语法树、文件系统的目录结构等。
第七章：图图是一种复杂的非线性数据结构，由顶点集合和边集合组成。
在本章节中，我们将介绍图的各种表示方式，图的遍历算法、最短路径算法以及常用的图算法，如最小生成树算法和拓扑排序。
数据结构的重点知识点
数据结构的重点知识点数据结构是计算机科学中非常重要的基础知识，它主要研究数据的组织、存储和管理方式。
在学习数据结构的过程中，有一些重点知识点需要特别关注和理解。
本文将从以下几个方面介绍数据结构的重点知识点。
一、线性表线性表是数据结构中最基本、最简单的一种结构。
它包括顺序表和链表两种实现方式。
1. 顺序表顺序表是线性表的一种实现方式，它使用一个连续的存储空间来存储数据。
顺序表的主要操作包括插入、删除和查找等。
2. 链表链表是线性表的另一种实现方式，它使用节点来存储数据，并通过指针将这些节点连接起来。
链表的主要操作包括插入、删除和查找等。
二、栈和队列栈和队列是线性表的特殊形式，它们的主要特点是插入和删除操作只能在特定的一端进行。
1. 栈栈是一种先进后出（LIFO）的数据结构，它的插入和删除操作都在栈顶进行。
栈的主要操作包括入栈和出栈。
2. 队列队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，它的插入操作在队尾进行，删除操作在队头进行。
队列的主要操作包括入队和出队。
三、树和二叉树树是一种用来组织数据的非线性结构，它由节点和边组成。
树的重点知识点主要包括二叉树、二叉搜索树和平衡树等。
1. 二叉树二叉树是一种特殊的树结构，它的每个节点最多只能有两个子节点。
二叉树的主要操作包括遍历、插入和删除等。
2. 二叉搜索树二叉搜索树是一种特殊的二叉树，它的左子树中的所有节点的值都小于根节点的值，右子树中的所有节点的值都大于根节点的值。
二叉搜索树的主要操作包括查找、插入和删除等。
四、图图是由节点和边组成的一种复杂数据结构。
图的重点知识点主要包括有向图和无向图、图的遍历和最短路径算法等。
1. 有向图和无向图有向图和无向图是图的两种基本形式，它们的区别在于边是否有方向。
有向图的边是有方向的，而无向图的边没有方向。
2. 图的遍历图的遍历是指对图中的每个节点进行访问的过程。
常见的图遍历算法有深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。
动态数据结构
动态数据结构在计算机科学的广袤世界中，数据结构就如同建筑的基石，为各种程序和算法的高效运行提供了坚实的支撑。
而在众多的数据结构类型中，动态数据结构以其独特的灵活性和适应性，成为了应对复杂问题和不断变化需求的得力工具。
那么，究竟什么是动态数据结构呢？简单来说，动态数据结构是一种可以在运行时根据需要动态地改变其大小、结构或者内容的数据结构。
与静态数据结构不同，静态数据结构在创建时就确定了其大小和结构，并且在程序运行期间不能轻易改变。
而动态数据结构能够根据数据的增减、操作的需求等因素，自动地调整自身以适应变化，从而更有效地利用内存空间和提高程序的性能。
动态数组就是一种常见的动态数据结构。
想象一下，你有一个盒子，一开始你不知道要往里面放多少东西，所以你先准备了一个较小的盒子。
但随着你要放入的物品越来越多，这个小盒子装不下了。
这时候，动态数组就发挥作用了，它会自动给你一个更大的盒子，把原来的东西都搬过去，然后让你继续放新的物品。
这种自动扩容的特性使得动态数组在处理不确定数量的数据时非常方便。
比如，在一个用户输入数据的程序中，你无法提前知道用户会输入多少个数字，使用动态数组就能够轻松应对这种情况。
链表也是一种重要的动态数据结构。
它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的链接。
链表的最大优点是插入和删除操作非常高效。
如果要在一个已经存在的链表中间插入一个新节点，只需要修改几个链接指针就可以完成，而不需要像在数组中那样移动大量的数据。
这使得链表在需要频繁进行插入和删除操作的场景中表现出色，比如实现一个任务队列或者一个浏览器的历史记录。
栈和队列也是常见的动态数据结构。
栈就像一个只能从一端进出的筒子，遵循“后进先出”的原则。
想象一下叠盘子，最后放上去的盘子会最先被拿走，这就是栈的工作方式。
队列则像排队买票的队伍，遵循“先进先出”的原则，先到的人先得到服务。
栈和队列在很多算法和程序中都有广泛的应用，比如函数调用的实现就用到了栈，而操作系统中的任务调度可能会用到队列。
数据结构主要研究内容
数据结构主要研究内容数据结构是计算机科学中的一门基础课程，主要研究各种数据组织方式和数据操作算法。
它是计算机科学和技术领域的基础，对于编写高效的程序和解决实际问题具有重要的意义。
本文将介绍数据结构的主要研究内容，包括线性表、栈、队列、树、图等。
一、线性表线性表是数据结构中最基本的一种形式，它将一组数据元素按照线性顺序排列。
线性表的常见实现方式有顺序表和链表。
顺序表使用数组等连续的存储空间存储数据，而链表使用链式存储结构，通过节点之间的指针链接起来。
线性表的常见操作包括插入、删除、查找等。
二、栈栈是一种特殊的线性表，它的插入和删除操作只能在同一端进行，即“先入后出”。
栈的常见操作包括入栈和出栈。
入栈将元素放入栈顶，出栈将栈顶元素取出。
栈的应用非常广泛，例如函数调用栈、表达式求值等。
三、队列队列也是一种特殊的线性表，它的插入操作只能在队尾进行，删除操作只能在队首进行，即“先入先出”。
队列的应用场景包括多线程任务调度、模拟系统等。
队列的常见操作包括入队和出队。
四、树树是一种非线性的数据结构，由节点和节点之间的连接组成。
树的每个节点可以有零个或多个子节点。
树的应用非常广泛，包括文件系统、数据库索引等。
树的常见类型有二叉树、平衡树、红黑树等，每种类型都有相应的操作和算法。
五、图图是一种复杂的非线性数据结构，由节点和节点之间的边组成。
图的节点称为顶点，边表示两个顶点之间的关系。
图的应用包括社交网络分析、路径规划等。
图的常见操作包括遍历、最短路径算法等。
六、其他数据结构除了上述介绍的主要数据结构外，还有许多其他重要的数据结构，比如堆、散列表、图的邻接矩阵等。
每种数据结构都有自己的特点和应用场景，能够帮助解决各种不同类型的问题。
综上所述，数据结构主要研究包括线性表、栈、队列、树、图等各种数据组织方式和操作算法。
这些数据结构是计算机科学和技术领域中的基础，对于编写高效的程序和解决实际问题具有重要的意义。
熟练掌握各种数据结构的特点和应用能够帮助我们更好地进行程序设计和算法分析。
《C语言程序设计》教学日历
实验十文件
注：因教学改革需要，课程上课时间与内容可能调整
教研室主任签字：教学科长签字：
说明：1、采用方式可分为：课堂讲授、讨论以及使用多媒体、投影仪、CAI、电子教案、录像
等现代化教学手段；
2、作业可注明作业内容、实验报告篇数等需要学生课外完成的作业；
3、每次课的内容占一格；
本科生教学日历
上课时间
计划教学内容
授课内容
授课方式
作业(实验)
第
1
周
第一章概述
1.1计算机语言和计算机程序
1.2程序设计方法
1.3程序的实现环境
1.4C语言和C++的发展
自主学习内容：计算机硬件和软件的相关概念和知识
课堂教学，实验课，自主学习
实验一 编译环境的使用
第
2
周
第二章程序设计初步
2.1 C程序的基本框架
5.3数组作为函数的参数
课堂教学，实验课
实验五数组（1）
第
8
周
第五章数组
5.4二维数组
5.5字符数组与字符串
5.6案例学习：计算课程平均成绩
课堂教学，实验课
实验五数组（2）
第
9
周
第六章指针
6.1指针和指针变量
6.2指针与数组
课堂教学，实验课
实验六指针（1）
第
10
周
第六章指针
6.3字符指针
6.4指针与函数
第
13
周
第八章自定义数据类型
8.1结构体
8.2案例学习：图书管理
课堂教学，实验课
实验八自定义数据类型
第
14
周
《数据结构》知识点总结
《数据结构》知识点总结数据结构知识点总结数据结构是计算机科学的重要基础学科，它研究各种数据元素之间的关系、组织和存储方式，以及在不同操作下的效率和性能。
掌握数据结构的基本概念和常见算法，对于编程和软件开发等领域都具有重要的意义。
本文将对数据结构的一些关键知识点进行总结和说明。
一、线性表线性表是数据结构中最基本和常见的一种类型，它包含了一组按顺序排列的元素。
线性表常见的表示方法有数组和链表两种。
1.1 数组数组是一段连续的内存空间，其中的元素通过索引来访问。
数组具有随机访问的特性，插入和删除元素的效率较低。
1.2 链表链表是由一系列节点构成，每个节点包含了数据和指向下一个节点的指针。
链表的插入和删除操作具有较高的效率，但随机访问的效率较低。
二、栈和队列栈和队列是两种特殊的线性表，它们限制了数据的插入和删除位置，使得操作具有明确的顺序。
2.1 栈栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，只允许在栈的顶端进行插入和删除操作。
栈的应用场景包括函数调用、表达式求值等。
2.2 队列队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，只允许在队列的一端插入元素，在另一端删除元素。
队列可以用于实现广度优先搜索、任务调度等。
三、树树是一种非线性的数据结构，它由一系列的节点和边构成。
树的组织方式使得运算效率更高，常见的树结构包括二叉树、堆和二叉搜索树等。
3.1 二叉树二叉树是一种每个节点最多有两个子节点的树结构。
它的遍历方式包括前序、中序和后序遍历，常用于表达式求值、文件系统等的表示和操作。
3.2 堆堆是一种特殊的树结构，它满足堆序性质，即父节点的键值总是大于（或小于）子节点的键值。
堆常用于实现优先队列和排序算法。
3.3 二叉搜索树二叉搜索树是一种有序的二叉树，它的左子树中的节点键值都小于根节点的键值，右子树中的节点键值都大于根节点的键值。
二叉搜索树可用于高效地进行查找、插入和删除操作。
四、图图是一种由节点和边构成的非线性数据结构，它用于描述事物之间的相关关系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
11.1 概述/存储结构/示例 概述/存储结构/
534.45
实型变量R,地址1004, 字节, 534. 实型变量R,地址1004,4字节,值534.45 R,地址1004
11.1 概述/指针状态 概述/
被关联：指针已定义，已成为目标变量别名。 被关联：指针已定义，已成为目标变量别名。
第十一章 指针与动态数据结构
苏州科技大学计算中心
03/04第二学期 第二学期
11.1 概述
概述 存储结构 访问方式 指针声明 指针状态 静态数据结构:在编译时为其分配存储空间,大小不能改变。 静态数据结构:在编译时为其分配存储空间,大小不能改变。 静态数据结构优点:分配算法简单,易于实现,使用方便。 静态数据结构优点:分配算法简单,易于实现,使用方便。 静态数据结构缺点:易浪费存储空间,易产生下标越界错误。 静态数据结构缺点:易浪费存储空间,易产生下标越界错误。 动态数据结构:在运行时为其分配存储空间,大小可改变。 动态数据结构:在运行时为其分配存储空间,大小可改变。 an × a2 动态数据结构优点:可节约存储空间，灵活，应用广。 动态数据结构优点a1可节约存储空间，灵活，应用广。 链表 : 动态数据结构缺点:分配算法复杂,实现难度大。 动态数据结构缺点:分配算法复杂,实现难度大。 树结构 图结构 链表、树结构、图结构等数据结构都适合用动态数据 象链表、树结构、图结构等数据结构都适合用动态数据 概述/概述/ 11.1 概述/概述/动态数据结构示例 结构实现，指针是实现动态数据结构的有效手段。 结构实现，指针是实现动态数据结构的有效手段。 指针和动态数据结构广泛应用于软件设计， 指针和动态数据结构广泛应用于软件设计，熟练掌握和 灵活应用指针和动态数据结构求解问题，可使程序更加简洁、 灵活应用指针和动态数据结构求解问题，可使程序更加简洁、 紧凑、高效。 紧凑、高效。
第十一章 指针与动态数据结构
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 概述 指针引用与赋值 整型指针 与指针相关的函数和语句 指针数组 动态链表 习题十一
7
FORTRAN90程序设计 程序设计》 《FORTRAN90程序设计》课多媒体课件
苏州科技大学计算中心
03/04第二学期 第二学期
11.1 概述
·
指针变量（指针） 为其分配的存储单元用于保存其它变量、 指针变量（指针）:为其分配的存储单元用于保存其它变量、 1008 、结构体的地址。通过改变其所存储的地址内容实现 数组、 CHINA 数组 结构体的地址。 字符型变量S,地址1008 字节, S,地址1008, 字符型变量S,地址1008,5字节,值CHINA 动态数据结构。 动态数据结构。 1013 示例： 示例：
11.1 概述/指针声明 概述/
例：
REAL Q1,Q2 INTEGER,POINTER::P1,P2!声明指向整型变量的指针P1和 INTEGER,POINTER::P1,P2!声明指向整型变量的指针P1和 P1 P2 POINTER Q1 !声明指向实型变量的指针Q1 声明指向实型变量的指针Q1 声明指向整型变量的指针IQ1 IQ1和 POINTER IQ1,IQ2 !声明指向整型变量的指针IQ1和IQ2
INTEGER,POINTER :: P n
11- 变量、数组、 P=>I 图11-1 变量、数组、指针以及与地址的关系 第十一章 指针与动态数据结构
苏州科技大学计算中心 03/04第二学期 第二学期
11.1 概述
概述 存储结构 访问方式 指针声明 指针状态 直接访问:直接访问存储单元中的内容。如对普通变量、 例11.1 使用指针实现两个整数交换 !直接访问:直接访问存储单元中的内容。如对普通变量、数 11. 组元素、结构体成员的访问，采用直接访问方式。如图11 11组元素、结构体成员的访问，采用直接访问方式。如图11声明两个目标变量I INTEGER,TARGET :: I,J !声明两个目标变量I和J 所示。 2所示。 ,P2,P3 声明三个指针变量P INTEGER,POINTER :: P1,P2,P3 !声明三个指针变量P1、P2和P3 I=25 J=35 25; 给目标变量I J I=25;J=35 I !给目标变量I和J直接赋值 I=125 125 3*125 =>I; 给指针分配指向I P1=>I;P2=>J 125 !给指针分配指向I和J的存储空间 375 J=3*I ： ',P1,P2 ! 通过指针变量间接输出 I 和 J 的 PRINT*,'未交换数据 ,P1 未交换数据： 通过指针变量间接输出I PRINT*, 未交换数据 ,P ,P2 值 间接访问:先从存储单元中得到被访问存储单元地址， 间接访问:先从存储单元中得到被访问存储单元地址，然后 =>P1 =>P2 =>P3 交换指针P P3=>P1;P1=>P2;P2=>P3 ! 交换指针 P1 和 P 通过该地址访问被访问存储单元中的内容。 2 指向的目标变 通过该地址访问被访问存储单元中的内容。如对指针变量 量 的访问，采用间接访问方式。如图11 所示。 11的访问，采用间接访问方式。如图11-3所示。 PRINT*,'已交换数据 已交换数据： ,P1,P2 通过指针变量间接输出J PRINT*, 已交换数据 ： ' ,P1,P2 ! 通过指针变量间接输出 J 和 I 的 I I I 值 概述/访问方式I=125 11.1 概述/访问方式/示例 / 125 3 25 25 END P1 *125 P1 P=>I J 125 I地址 P3 3*P 375 J=3*I J J P 35 35 P2 P2 指针变量存储单元中保存目标变量地址，通常用箭头表示。 指针变量存储单元中保存目标变量地址，通常用箭头表示。 F90指针保存目标变量名称 将指针看成目标变量的别名。 指针保存目标变量名称， F90指针保存目标变量名称，将指针看成目标变量的别名。 交换前 交换后 11图11-4 指针交换 指针变量声明后,未分配存储空间,访问前需分配存储空间。 指针变量声明后,未分配存储空间,访问前需分配存储空间。 (示例) 示例)
INTEGER,TARGET :: I=1255
55
45
1025 REAL :: R=534.45指针变量P,地址1025,4字节,值为1000 指针变量P,地址1025 字节,值为1000 P,地址1025, 1000 · · · INTEGER ·:: A(3)=(/35,45,55/) ·
::S='CHINA‘ CHARACTER*5 ::S='CHINA ·
11.1 概述/概述 概述/
指针和动态数据结构广泛应用于软件设计， 指针和动态数据结构广泛应用于软件设计，熟练掌握和 灵活应用指针和动态数据结构求解问题，可使程序更加简洁、 灵活应用指针和动态数据结构求解问题，可使程序更加简洁、 紧凑、高效。 紧凑、高效。
第十一章 指针与动态数据结构
苏州科技大学计算中心
11.1 概述/访问方式 概述/
I=125 P=>I J=3*I
I 125 125 I地址 P
3*125 3*P
J 375
指针变量存储单元中保存目标变量地址，通常用箭头表示。 指针变量存储单元中保存目标变量地址，通常用箭头表示。 F90指针保存目标变量名称 将指针看成目标变量的别名。 指针保存目标变量名称， F90指针保存目标变量名称，将指针看成目标变量的别名。 指针变量声明后,未分配存储空间,访问前需分配存储空间。 指针变量声明后,未分配存储空间,访问前需分配存储空间。 (示例) 示例)
03/04第二学期 第二学期
11.1 概述
概述 存储结构 访问方式 指针声明 指针状态 存储单元地址:存储单元在内存中的排列序号（编号）。 存储单元地址:存储单元在内存中的排列序号（编号）。 存储分配:系统为变量、数组、结构体、 存储分配:系统为变量、数组、结构体、指针分配连续存储 单元，用于存储有关数据，其变量名、数组名、结构体名、 单元，用于存储有关数据，其变量名、数组名、结构体名、 指针名代表连续存储单元首地址。 指针名代表连续存储单元首地址。 指针变量（指针） 为其分配的存储单元用于保存其它变量、 指针变量（指针）:为其分配的存储单元用于保存其它变量、 数组、结构体的地址。 数组、结构体的地址。通过改变其所存储的地址内容实现 动态数据结构。 动态数据结构。 示例： 示例：
概述 存储结构 访问方式 指针声明 指针状态 静态数据结构:在编译时为其分配存储空间,大小不能改变。 静态数据结构:在编译时为其分配存储空间,大小不能改变。 静态数据结构优点:分配算法简单,易于实现,使用方便。 静态数据结构优点:分配算法简单,易于实现,使用方便。 静态数据结构缺点:易浪费存储空间,易产生下标越界错误。 静态数据结构缺点:易浪费存储空间,易产生下标越界错误。 动态数据结构:在运行时为其分配存储空间,大小可改变。 动态数据结构:在运行时为其分配存储空间,大小可改变。 动态数据结构优点:可节约存储空间，灵活，应用广。 动态数据结构优点:可节约存储空间，灵活，应用广。 动态数据结构缺点:分配算法复杂,实现难度大。 动态数据结构缺点:分配算法复杂,实现难度大。 象链表、树结构、图结构等数据结构都适合用动态数据 链表、树结构、图结构等数据结构都适合用动态数据 结构实现，指针是实现动态数据结构的有效手段。 结构实现，指针是实现动态数据结构的有效手段。
FORTRAN90开发环境 第二章 FORTRAN90开发环境
苏州科技大学计算中心
03/04第二学期 第二学期
11.1 概述
概述 存储结构 访问方式 指针声明 指针状态
0 1 存储单元地址:存储单元在内存中的排列序号（编号）。 存储单元地址:存储单元在内存中的排列序号（编号）。