第11章数据结构课程实训
数据结构实验实训报告范文
一、实验目的1. 理解并掌握数据结构的基本概念和常用算法。
2. 学会使用C语言实现线性表、栈、队列、树和图等基本数据结构。
3. 培养动手实践能力，提高编程水平。
二、实验内容1. 线性表（1）顺序表（2）链表2. 栈（1）顺序栈（2）链栈3. 队列（1）顺序队列（2）链队列4. 树（1）二叉树（2）二叉搜索树5. 图（1）邻接矩阵表示法（2）邻接表表示法三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C语言3. 编译器：Visual Studio 20194. 实验软件：C语言开发环境四、实验步骤1. 线性表（1）顺序表1）定义顺序表结构体2）实现顺序表的初始化、插入、删除、查找等基本操作3）编写测试程序，验证顺序表的基本操作（2）链表1）定义链表结构体2）实现链表的创建、插入、删除、查找等基本操作3）编写测试程序，验证链表的基本操作2. 栈（1）顺序栈1）定义顺序栈结构体2）实现顺序栈的初始化、入栈、出栈、判空等基本操作3）编写测试程序，验证顺序栈的基本操作（2）链栈1）定义链栈结构体2）实现链栈的初始化、入栈、出栈、判空等基本操作3）编写测试程序，验证链栈的基本操作3. 队列（1）顺序队列1）定义顺序队列结构体2）实现顺序队列的初始化、入队、出队、判空等基本操作3）编写测试程序，验证顺序队列的基本操作（2）链队列1）定义链队列结构体2）实现链队列的初始化、入队、出队、判空等基本操作3）编写测试程序，验证链队列的基本操作4. 树（1）二叉树1）定义二叉树结构体2）实现二叉树的创建、遍历、查找等基本操作3）编写测试程序，验证二叉树的基本操作（2）二叉搜索树1）定义二叉搜索树结构体2）实现二叉搜索树的创建、遍历、查找等基本操作3）编写测试程序，验证二叉搜索树的基本操作5. 图（1）邻接矩阵表示法1）定义邻接矩阵结构体2）实现图的创建、添加边、删除边、遍历等基本操作3）编写测试程序，验证邻接矩阵表示法的基本操作（2）邻接表表示法1）定义邻接表结构体2）实现图的创建、添加边、删除边、遍历等基本操作3）编写测试程序，验证邻接表表示法的基本操作五、实验结果与分析1. 线性表（1）顺序表实验结果表明，顺序表的基本操作实现正确，测试程序运行稳定。
数据结构课程实验报告
数据结构课程实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中一门重要的基础课程，通过本次实验，旨在加深对数据结构基本概念和算法的理解，提高编程能力和解决实际问题的能力。
具体目标包括：1、掌握常见数据结构（如数组、链表、栈、队列、树、图等）的基本操作和实现方法。
2、学会运用数据结构解决实际问题，培养算法设计和分析的能力。
3、提高程序设计的规范性和可读性，培养良好的编程习惯。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，开发环境为Visual Studio 2019。
三、实验内容本次实验共包括以下几个部分：（一）线性表的实现与操作1、顺序表的实现定义一个顺序表结构体，包含数据元素数组和表的长度。
实现顺序表的初始化、插入、删除、查找等基本操作。
2、链表的实现定义链表节点结构体，包含数据域和指针域。
实现链表的创建、插入、删除、遍历等操作。
（二）栈和队列的实现与应用1、栈的实现采用顺序存储或链式存储实现栈。
实现栈的入栈、出栈、栈顶元素获取等操作，并应用于表达式求值。
2、队列的实现用循环队列或链式队列实现队列。
实现队列的入队、出队、队头元素获取等操作，应用于模拟排队系统。
（三）树的基本操作与遍历1、二叉树的实现定义二叉树节点结构体，包含数据域、左子树指针和右子树指针。
实现二叉树的创建、插入、删除节点等操作。
2、二叉树的遍历分别实现前序遍历、中序遍历和后序遍历，并输出遍历结果。
（四）图的表示与遍历1、邻接矩阵和邻接表表示图定义图的结构体，使用邻接矩阵和邻接表两种方式存储图的信息。
实现图的创建、添加边等操作。
2、图的遍历分别用深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）遍历图，并输出遍历序列。
四、实验步骤（一）线性表的实现与操作1、顺序表的实现首先，定义了一个结构体｀SeqList` 来表示顺序表，其中包含一个整数数组｀data` 用于存储数据元素，以及一个整数｀length` 表示表的当前长度。
在初始化函数｀InitSeqList` 中，将表的长度初始化为 0，并分配一定的存储空间给数组。
第11章数据结构课程实训
2． 分调 由于系统是按处理功能分成模块的，一个处理功能由一个或一个以上的
程序构成，所以在单个程序调试成功以后，就可以进行分调。所谓分调是将 一个功能内的所有程序按次序串联起来进行调试，相当于一个子系统的调试。 目的是保证模块内部控制关系的正确和数据内容的正确。 3． 总调 （1）主控制和调度程序的调试
各担负一定的局部功能，互相配合，共同完成整个系统的功能。
• 每个上一层的模块又可以进一步分解成更为简单（具体）的下一层模块，
越下层的模块，其功能越具体，越单一。
模块化的层次结构具有简明性，设计者容易思考，阅读者容易理解。只 要保证每个模块能完成其自身的功能，尽量减少模块之间的联系，整个系统 的正确性和可修改性就可以得到保证。另外，模块化的设计方法也使系统的 可扩充性得到了保证。
11.1.1 系统总体结构设计
1．结构化设计的基本思想
（1）模块化程序的设计思想
• 将系统按一定规则构造成相对独立的模块，每个模块完成一个独立功能，是模
块化设计的基本思想。
• 模块化主要目的是将一个复杂系统划分为一些具有特定功能的模块，使整个
系统设计、测试、维护更加简单。
• 从逻辑上看，模块就是处理功能，给它一定的输入信息，它能对之进行加工
（3）上层模块分解为下层模块的三种结构形式 结构化程序设计是采用科学化、标准化的规定所设计、编写的程序，它
既是一种自上而下的程序设计方法，也是一种模块化的程序设计方法。
顺序结构（Sequence Construct） 在顺序结构的程序处理中，一组语句序列，只有一个入口和一个出口。
选择结构（Selection Construct） （a）单分支选择结构：IF （表达式） 语句 （b）两分支选择结构：
《数据结构》实验指导书
《数据结构》实验指导书软件学院2011年9月概述实习目的和要求《数据结构》在计算机科学中是一门实践性较强的专业基础课, 上机实习是对学生的一种全面综合训练, 是与课堂听讲、自习和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。
实习着眼于原理与应用的结合, 使学生学会把学到的知识用于解决实际问题, 起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。
同时, 通过本课程的上机实习, 使学生在程序设计方法及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。
实习包括的步骤1. 简要描述题目要求, 对问题的描述应避开算法及所涉及的数据类型, 只是对所需完成的任务做出明确的陈述, 例如输入数据的类型、值的范围以及输入的形式, 输出数据的类型、值的范围以及输出的形式。
2. 选定数据结构, 写出算法, 根据自顶向下发展算法的方法, 首先描述算法的基本思想, 然后进行算法细化, 再对所设计的算法的时间复杂性和空间复杂性进行简单分析。
3. 准备好上机所需的程序, 选定一种程序设计语言（如C 语言）, 手工编好上机程序, 并进行反复检查, 使程序中的逻辑错误和语法错误减少到最低程度。
对程序中有疑问的地方, 应做出标记, 以便在上机时给予注意。
4．上机输入和调试程序, 在调试程序过程中除了系统的问题以外, 一般应自己独立解决。
在程序调试通过后, 打印输出程序清单和运行结果。
5．上机结束后, 总结和整理实习报告。
实习报告的内容1．简述题目要解决的问题是什么, 并说明输入和输出数据的形式。
2．简述存储结构和算法的基本思想。
3．列出调试通过的源程序。
4．列出上面程序对应的运行结果。
分析程序的优缺点、时空性能以及改进思想, 写出心得体会。
实验一线性表一. 目的与要求本次实习的主要目的是为了使学生熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储结构和链式存储结构上的实现, 提高分析和解决问题的能力。
要求仔细阅读并理解下列例题, 上机通过, 并观察其结果, 然后独立完成后面的实习题。
数据结构实训报告书
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，加深对数据结构理论知识的理解，提高动手实践能力，掌握常见数据结构的实现方法，并学会运用这些数据结构解决实际问题。
二、实训环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C语言3. 开发工具：Visual Studio 2019三、实训内容1. 线性结构（1）单链表单链表是一种常用的线性数据结构，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指针。
本次实训实现了单链表的创建、插入、删除、遍历等基本操作。
（2）双向链表双向链表是一种带有两个指针的链表，每个节点包含数据和指向前一个节点的指针以及指向下一个节点的指针。
本次实训实现了双向链表的创建、插入、删除、遍历等基本操作。
2. 非线性结构（1）树树是一种层次结构，由节点组成，节点之间存在父子关系。
本次实训实现了二叉树的创建、插入、删除、遍历等基本操作。
（2）图图是一种由节点和边组成的数据结构，节点表示实体，边表示实体之间的关系。
本次实训实现了图的创建、添加边、深度优先遍历、广度优先遍历等基本操作。
四、实训过程1. 线性结构实训（1）单链表实训首先，创建一个单链表节点结构体，包含数据域和指针域。
然后，实现单链表的创建、插入、删除、遍历等操作。
（2）双向链表实训在单链表的基础上，添加指向前一个节点的指针，实现双向链表的创建、插入、删除、遍历等操作。
2. 非线性结构实训（1）树实训首先，创建一个二叉树节点结构体，包含数据域和左右子树指针。
然后，实现二叉树的创建、插入、删除、遍历等操作。
（2）图实训首先，创建一个图节点结构体，包含数据域和邻接表指针。
然后，实现图的创建、添加边、深度优先遍历、广度优先遍历等操作。
五、实训结果1. 成功实现了线性结构（单链表、双向链表）的基本操作。
2. 成功实现了非线性结构（二叉树、图）的基本操作。
3. 通过实际操作，加深了对数据结构理论知识的理解。
六、实训总结1. 通过本次实训，掌握了常见数据结构的实现方法，提高了动手实践能力。
《数据结构》实训指导书
《数据结构》实训指导书实训一线性表基本操作算法设计一、实训目的与要求1、掌握线性表的顺序存储结构的实现及其基本操作的算法设计；2、掌握线性表的链式存储结构的实现及其基本操作的算法设计；3、掌握算法转化为C程序的方法。
二、实训内容1、根据线性表L=(a,b,c,d,e,f)，编写程序建立其顺序存储结构并完成插入或删除操作。
2、根据线性表L=(a,b,c,d,e,f)，编写程序建立其链式存储结构并完成插入或删除操作。
三、实训步骤1、根据算法设计编写源程序；2、输入并编辑源程序；3、运行并分析程序；四、实训总结与体会[根据本次实训过程，总结你对线性表基本操作算法设计的基本体会]实训二栈和队列基本操作的算法设计一、实训目的与要求1、掌握栈的基本操作算法设计的实现；2、掌握队列的基本操作算法设计的实现。
二、实训内容1、根据栈S=(a,b,c,d,e)，建立其顺序存储结构或链式存储结构，并完成对该栈的进栈或出栈操作；2、根据队列Q=(a,b,c,d,e)，建立其顺序存储结构或链式存储结构，并完成对该队列的进队或出队操作；三、实训步骤1、根据算法编写源程序；2、输入并编辑源程序；3、调试、分析程序。
四、实训总结[根据本次实训内容和过程，总结你对栈、队列的基本操作算法设计的体会]实训三二叉树的遍历算法设计一、实训目的与要求1、掌握二叉树的链式存储结构的算法实现；2、掌握遍历二叉树的算法实现。
二、实训内容1、根据算法编写程序建立下图所示二叉树的链式存储结构（建立二叉链表）；2、根据算法编写程序完成对该二叉树的中序遍历（或先序遍历、后序遍历）。
三、实训步骤1、根据算法编写程序；2、输入并编辑程序；3、运行并分析程序。
四、实训总结与体会【根据本次实训内容及过程，简述对二叉树存储结构的实现及遍历二叉树算法设计的体会】实训四图的存储及遍历算法设计一、实训目的与要求1、掌握图的邻接矩阵、邻接表存储结构的算法实现；2、掌握图的遍历算法设计。
数据结构实训
《数据结构》课程设计教学任务书20010-6课程设计周数：2周指导老师：康平一、课程设计的目的数据结构课程主要是研究非数值计算的程序设计问题中所出现的计算机操作对象以及它们之间的关系和操作的学科。
数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件之间的一门计算机专业的核心课程，它是计算机程序设计、数据库、操作系统、编译原理及人工智能等的重要基础，广泛的应用于信息学、系统工程等各种领域。
学习数据结构是为了将实际问题中所涉及的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。
通过课程设计可以提高学生的思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。
通过此次课程设计主要达到以下目的：⏹了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；⏹初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；⏹提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；⏹训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
二、课程设计的基本要求1、独立思考，独立完成：课程设计中各任务的设计和调试要求独立完成，遇到问题可以讨论，但不可以拷贝。
2、做好上机准备：每次上机前，要事先编制好准备调试的程序，认真想好调试步骤和有关环境的设置方法，准备好有关的文件。
3、按照课程设计的具体要求写课程设计报告，要求题目按照如下几个内容认真完成；其中包括：a）需求分析：在该部分中叙述，每个模块的功能要求b）概要设计在此说明每个部分的算法设计说明（可以是描述算法的流程图），每个程序中使用的存储结构设计说明（如果指定存储结构请写出该存储结构的定义。
c）详细设计各个算法实现的源程序，对每个题目要有相应的源程序（可以是一组源程序，每个功能模块采用不同的函数实现）源程序要按照写程序的规则来编写。
要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释。
d）调试分析测试数据，测试输出的结果，和每个模块设计和调试时存在问题的思考（问题是哪些？问题如何解决？），算法的改进设想。
数据结构实验实训报告单
一、实验名称：数据结构实验实训二、实验时间：2023年10月25日三、实验地点：计算机实验室四、实验目的：1. 理解并掌握数据结构的基本概念和常用算法；2. 学会使用C++语言实现数据结构的操作；3. 提高编程能力和问题解决能力；4. 加深对数据结构在实际应用中的理解。
五、实验内容：1. 实验一：线性表（1）实验内容：实现线性表的基本操作，如插入、删除、查找、排序等。
（2）实验步骤：a. 定义线性表的数据结构；b. 实现线性表的插入、删除、查找、排序等操作；c. 编写测试程序，验证实验结果。
2. 实验二：栈与队列（1）实验内容：实现栈和队列的基本操作，并分析其时间复杂度和空间复杂度。
（2）实验步骤：a. 定义栈和队列的数据结构；b. 实现栈和队列的入栈、出栈、入队、出队等操作；c. 分析栈和队列的时间复杂度和空间复杂度；d. 编写测试程序，验证实验结果。
3. 实验三：链表（1）实验内容：实现链表的基本操作，如插入、删除、查找、排序等。
（2）实验步骤：a. 定义链表的数据结构；b. 实现链表的插入、删除、查找、排序等操作；c. 编写测试程序，验证实验结果。
4. 实验四：树与二叉树（1）实验内容：实现二叉树的基本操作，如插入、删除、查找、遍历等。
（2）实验步骤：a. 定义二叉树的数据结构；b. 实现二叉树的插入、删除、查找、遍历等操作；c. 编写测试程序，验证实验结果。
5. 实验五：图（1）实验内容：实现图的基本操作，如图的创建、添加边、查找路径等。
（2）实验步骤：a. 定义图的数据结构；b. 实现图的创建、添加边、查找路径等操作；c. 编写测试程序，验证实验结果。
六、实验心得：1. 通过本次实验，我对数据结构的基本概念和常用算法有了更深入的理解，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
2. 在实验过程中，我学会了使用C++语言实现数据结构的操作，提高了自己的编程能力。
3. 通过对数据结构在实际应用中的分析，我认识到数据结构在计算机科学中的重要地位，为今后的职业发展指明了方向。
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（3）上层模块分解为下层模块的三种结构形式 结构化程序设计是采用科学化、标准化的规定所设计、编写的程序，它
既是一种自上而下的程序设计方法，也是一种模块化的程序设计方法。
顺序结构（Sequence Construct） 在顺序结构的程序处理中，一组语句序列，只有一个入口和一个出口。
选择结构（Selection Construct） （a）单分支选择结构：IF （表达式） 语句 （b）两分支选择结构：
第11章 数据结构课程实训
2011年5月11日星期三
1
第11章 目 录
• 11.1 系统设计的要求 • 11.2 文件的包含处理 • 11.3 数据结构课程实训任务书
本章的主要目的是指导学生以本书精选的、难度适当的60个左右的典型 算法为基础，组装一个数据结构实验系统。在此基础上，指导学生扩充自主 设计的其它算法，完成一个数据结构实训课题。通过本章学习，可以复习数 据结构的基本算法，学习数据结构实验系统开发的全过程，了解系统设计的 一般要求；掌握文件包含处理的基本方法；提高程序编写和程序调试的能力。
以此类推，完成整个模块的设计。并且各模块功能要求相对独立，这 对将来系统维护、和系统扩充将是十分有利的。假定系统中选用和设计的 算法是完全独立的，那么在VC++环境中开发一个下拉式的菜单，然后通过 下拉式菜单去调用这些算法将是十分方便的。
11.1.2 系统详细设计
1．用户界面设计 （1）菜单设计
（2）人机对话设计 当程序进行到一定阶段时，系统通过显示屏幕向用户提出一个问题，等
处理，并输出结果信息。
• 从物理上看，它是可用名字来表示的一组程序。模块功能应当简单明确，
易于理解，模块之间的联系应尽可能减少。
• 可以共用某些模块。 • 给每一个模块一个固定的编号或命名，以便整个系统的整合和系统的维护。
（2）自顶向下，逐步求精的设计方法
系统划分模块的工作应按层次进行：
• 把整个系统看作一个模块，然后按功能分解成若干第一层模块，每个模块
通过屏幕显示下一步程序可能执行的方向和目标，用户根据屏幕提示，指 定一个所期望的执行方向，这种方式好象在菜单上点菜一样，称为菜单方式。 早期的选择式菜单设计。
随着面向对象的程序设计软件的出现，下拉式的菜单已成为当前菜单设计 的主流，人们只要在菜单开发工具上，按照屏幕的提示，经过简单的操作就能 完成功能完善的菜单设计。本书从锻炼学生编程的基本能力出发，在数据结构 实验系统的菜单设计中仍然使用比较原始的选择式菜单。
对于本章的数据结构实验系统而言，由于使用的是C（或C++）语言， 所以对硬件的要求比较低，一般的微型计算机或笔记本电脑都可以胜任。至 于软件，可以使用Windows各种版本的操作系统和Microsoft Visual C++等 系统软件。
2. 系统详细设计 系统详细设计包括逻辑结构设计、存储结构设计和算
在数据结构教材中，每一章又有很多算法，在系统设计时就要进行分 析、筛选，以确定系统中选用各章的那些算法。有时，在一个小节中就有 多个算法，以查找子系统为例，其第二层的模块结构，如图11-2 所示。
在第二层的二叉排序树中还包含有许多重要的算法，于是我们可以 进一步分解为更为深入的第三层模块，如图 11-3 二叉排序树子系统。
IF（表达式） 语句1 ELSE 语句序列2 （c）多分支选择结构（SWITCH 或CASE等）
循环结构（Iteration Construct） （a）直到型循环
直到型循环先执行循环体的程序，然后再判断是否要继续执行。这种循环 结构至少使循环体内的程序执行一次。 （b）当型循环
当型循环首先判断循环条件是否成立，如果条件成立，则执行循环体内的 语句序列；如果条件不成立，则结束循环。由于是先判断后执行，所以循环体 内的语句序列也可能一次也不执行。
11.1 系统设计的要求
1．系统总体设计 系统总体设计包括系统总体结构设计；计算机系统配置方案的设计等。
其中，系统总体结构设计包括整个系统分成几个模块，各个模块选择多少个 算法，整体上要达到什么样的目标等。 计算机系统配置包括硬件和软件两个方面。在硬件上选择何种类型的计算机 及必要的外围设备；在软件上采用何种操作系统和程序设计语言等。
法设计；用户界面设计；以及用何种程序设计语言实现等。 对于数据的逻辑结构、存储结构和算法在前面各章已经有了 详细的介绍，所以，这里主要考虑的是用户界面的设计，比 如采用什么样的菜单，如何设计人机交互的信息等等。
3. 系统调试和维护 系统调试的方法和常规的调试手段是每个学习计算机
技术的学生必须掌握的，我们所以增加这一章的内容主要目 的也是要加强学生编写程序和调试程序的能力。另外一个好 的系统还必须考虑其运行以后的可维护性，也就是系统的修 改、扩充、维护是否方便。
各担负一定的局部功能，互相配合，共同完成整个系统的功能。
• 每个上一层的模块又可以进一步分解成更为简单（具体）的下一层模块，
越下层的模块，其功能越具体，越单一。
模块化的层次结构具有简明性，设计者容易思考，阅读者容易理解。只 要保证每个模块能完成其自身的功能，尽量减少模块之间的联系，整个系统 的正确性和可修改性就可以得到保证。另外，模块化的设计方法也使系统的 可扩充性得到了保证。
11.1.1 系统总体结构设计
1．结构化设计的基本思想
（1）模块化程序的设计思想
• 将系统按一定规则构造成相对独立的模块，每个模块完成一个独立功能，是模
块化设计的基本思想。
• 模块化主要目的是将一个复杂系统划分为一些具有特定功能的模块，使整个
系统设计、测试、维护更加简单。
• 从逻辑上看，模块就是处理功能，给它一定的输入信息，它能对之进行加工
无论多么复杂的系统，都可以分解为三种基本形式的组合。大部分程序设 计语言都支持这三种结构形式。
2．模块分解的规则
模块的分解应使每个模块相对独立，因此使模块内部自身联系紧密， 模块外部相互之间的信息联系尽可能减少，是设计物理模型的两项基本原 则。
若以本教材第二章至第九章各子系统，作为数据结构实验系统的第一 层模块，其结构如图11-1所示。