猴子吃桃子问题 数据结构课程设计

目录1、需求分析 (1)2、概要设计 (1)2.1.用数组数据结构实现上述求解 (1)2.2.用链数据结构实现上述求解 (1)2.3 用栈数据结构实现求解 (1)2.4 用递归实现上述求解 (2)3、运行环境 (2)3.1 硬件环境 (2)3.2软件环境 (2)4、详细设计 (2)4.1系统流程图 (2)4.2用数组数据结构实现上述求解 (3)4.3用链数据结构实现上述求解 (4)4.4用栈数据结构实现求解 (5)4.5用递归实现上述求解 (6)5、调试分析 (7)6、运行结果 (7)课程设计总结 (8)参考文献 (9)附录： (9)1、需求分析1、猴子吃桃子问题有一群猴子摘了一堆桃子，他们每天都吃当前桃子的一半且再多吃一个，到了第10天就只余下一个桃子。

用多种方法实现求出原来这群猴子共摘了多少个桃子。

要求：1) 采用数组数据结构实现上述求解2) 采用链数据结构实现上述求解3) 采用栈实现上述求解4) 采用递归实现上述求解2、概要设计2.1.用数组数据结构实现上述求解在taozi函数中定义一个一维数组，分别存储每天的桃子个数，根据题目的内容找出各个数之间的关系，用数组元素表示出来，根据用户输入要计算哪一天的桃子，用for循环控制结束。

在main函数中让用户输入要计算的哪一天，调用taozi 函数，以便用户可查出任意一天的桃子个数，用switch语句判断用户要执行的功能，然后用while循环控制，直到用户输入0为止。

2.2.用链数据结构实现上述求解先写出预定义常量和类型，写出结点的类型定义，创建结点，初始化链表，定义变量并初始化，找出结点与其后继结点之间的联系，然后在主函数中控制。

2.3 用栈数据结构实现求解本部分包括预定义常量和类型，顺序栈的定义，InitStack函数，Push函数，和main函数，在InitStack函数构造一个空栈，在Push函数中调用该函数，并在其中编写控制栈顶指针和栈底指针移动的语句，找出指针所指向的数据之间的关系，在main函数中编写控制循环结束的语句，最后再用main函数去调用Push函数。

2.4 用递归实现上述求解这种方法跟上述几种不同，在函数的执行函数的过程中，需多次进行自我调用，递归函数的运行过程类似与多个函数的嵌套调用，只是调用函数和被调用函数是同一个函数，从主函数开始调用，一次更深一层，退出时一步一步返回到上一层，所以不需写控制循环语句，不需要写控制循环语句，比上几种方法简单点。

3、运行环境3.1 硬件环境PC3.2软件环境（1）Windows XP（2）Microsoft Visual C++6.04、详细设计4.1系统流程图4.2用数组数据结构实现上述求解//计算桃子的个数void taozi(int n,int m){int day[10];//初始化变量，用数组元素分别存储每天的桃子个数int i;//控制循环执行的次数day[0]=n;//最后一天的桃子个数for(i=0;i<10-m;i++)day[i+1]=2*(day[i]+1);//相邻元素之间的关系printf("第%d天的桃子为:%d\n",m,day[10-m]);}void main(){int m;//用户要计算的是第几天printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n");scanf("%d",&m);taozi(1,m);//调用while(1){int j;//循环控制条件printf("请输入j的值0:退出1:继续:\n");scanf("%d",&j);switch(j){//当j=1时，用户可以输入多次想要的数值case 1:printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n");scanf("%d",&m);taozi(1,m);break;//跳出//当j=0时，跳出switch结构case 0:return;break;//当用户输入除0和1以外的数值时，会让你重新输入，直到输入正确为止default:printf("输入有误请重新输入!");}}}4.3用链数据结构实现上述求解//预定义常量和类型#define NULL 0//单链表的存储结构typedef struct LNode{int data;//数据域struct LNode *next;//指针域}LNode;LNode *L;LNode *p,*s;//计算桃子的个数int CreateList_L(int e,int m)//e是第十天的桃子的个数，m是将要计算的是第几天{int i;L=(LNode *) malloc(sizeof(LNode));//生成新结点p=(LNode *) malloc(sizeof(LNode));L->next=NULL;//创建一个带头结点的单链表L->next=p;//插入到表头L->next->data=e;//初始化第一个结点for(i=m-1;i>0;i--){s=(LNode *) malloc(sizeof(LNode));p->next=s;s->data=2*(p->data+1);//结点与下一结点之间的联系p=s;//指针P总是指向最后一个结点s->next=NULL;}printf("第%d天的桃子为:%d\n",11-m,p->data);}4.4用栈数据结构实现求解//储存空间初始分配量#define STACK_INIT_SIZE 100//顺序栈的定义typedef struct{int *base;//栈底指针int *top;//栈顶指针int stacksize;//当前已分配的存储空间}SqStack;SqStack s;//构造一个空栈int InitStack(){s.base=(int *) malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(int));if(!s.base)exit (OVERFLOW);//存储分配失败s.top=s.base;//刚开始栈为空s.stacksize=20;return OK;}//计算桃子个数的函数void Push(int e,int m)// m是要计算的是第几天{int i;InitStack();*s.top++=e;//给栈底元素初始化for(i=0;i<10-m;i++){*s.top=2*(*(s.top-1)+1);//栈顶元素和刚插入的元素之间的关系s.top++;//每插入一个栈顶元素，指针就要自加1}printf("第%d天的桃子为:%d\n",m,*(s.top-1));}4.5用递归实现上述求解int i=9;//初始化全局变量//递归函数int taozi(int x){int y;while(i>0){y=2*(x+1);i--;//循环控制条件taozi(y);printf("%d\n",y);}}5、调试分析1 在用链数据结构实现时，运行时没有显示错误，但输出不是预测的结果，代码如下：for(i=m-1;i>0;i--){s=(LNode *) malloc(sizeof(LNode));p->next=s;s->data=2*(p->data+1);s->next=NULL;}在指针的移动时，由于p总是第一个结点，在for循环前已经被赋值，指针P 应该总是指向最后一个结点的，所以在这句s->next=NULL前加上一句p=s就行了，就能输出正确结果。

2 在生成新结点时，一定要用强制类型转换，要不就要出错。

不能把s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode))写成s=(LNode) malloc(sizeof(LNode));因为它们不属于同一类型。

3 在用栈数据结构实现的过程中，虽然只有一个错误，但却显示了好多错误。

主要原因是由于一个参数是在main函数中定义的，但却被其它函数调用，只要把该参数定义成全局变量就行了。

4 在用while循环时，由于控制条件的不恰当导致的错误，不过只要再认真分析一下，就正确了。

5 还有些其它方面的错误，不过只要看一眼，就能改正，是粗心造成的。

6、运行结果链数组和栈实现结果：递归实现结果：课程设计总结通过这一周的实践学习，我认识到学好计算机要重视实践操作，不仅仅是学习数据结构，以及其它的计算机方面的知识都要重在实践，很多以前学过的东西，在运用时都不能很熟练，也说明理论知识和实践之间的差别。

这就告诉了我们在以后的学习过程中要培养自己的动手能力，要将学过的知识转化为实践。

作为一个计科专业的学生，通过这周的学习，使我更加明白了动手能力的重要性。

在这次的课程设计中，我不断地去找书本知识和查阅其它有关资料，不仅巩固了对课本知识的掌握，还有利于以后更好的进步，提高了对课外知识的了解，虽然花费了不少时间，但只要学到有价值的东西，我认为都是值得的。

在完成该试验的过程中，我问了同学和老师，还查阅了很多和链表有关系的书籍，通过学习，翻看以前学过的知识，使我明白了我在学习知识上的很多不足。

不过在此同时又重新复习了课本，从中学到了许多以前未学到的知识，感觉非常有成就感，让我对自己更加有信心，让我对数据结构这门课程也更感兴趣了，以前我一直感觉枯燥难学的数据结构，现在我也愿意去认真研究学习了。

这次数据结构课程设计中，多亏了我的指导老师黄磊老师的悉心教导。

在以后的学习过程中，我要认真负责地对待课本中的每一个知识点，进一步充实自己，提高自己。

参考文献[1] 黄同成，黄俊民，董建寅．数据结构[M]．北京：中国电力出版社，2008[2] 董建寅，黄俊民，黄同成．数据结构实验指导与题解[M]．北京：中国电力出版社，2008[3] 严蔚敏，吴伟民. 数据结构（C语言版）[M]. 北京：清华大学出版社，2002[4] 刘振鹏，张晓莉，郝杰．数据结构[M]．北京：中国铁道出版社，2003附录：源代码如下1 用数组数据结构编写#include<stdio.h>void taozi(int n,int m){int day[10];int i;day[0]=n;for(i=0;i<10-m;i++)day[i+1]=2*(day[i]+1);printf("第%d天的桃子为:%d\n",m,day[10-m]);}void main(){int m;printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n"); scanf("%d",&m);taozi(1,m);while(1){int j;printf("请输入j的值0:退出1:继续:\n");scanf("%d",&j);switch(j){case 1:printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n");scanf("%d",&m);taozi(1,m);break;case 0:return;break;default:printf("输入有误请重新输入!");}}}2 用链数据结构编写#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define NULL 0typedef struct LNode{int data;struct LNode *next;LNode *L;LNode *p,*s;int CreateList_L(int e,int m){int i;L=(LNode *) malloc(sizeof(LNode));p=(LNode *) malloc(sizeof(LNode));L->next=NULL;//创建头结点L->next=p;L->next->data=e;for(i=m-1;i>0;i--){s=(LNode *) malloc(sizeof(LNode));p->next=s;s->data=2*(p->data+1);p=s;//指针P总是指向最后一个结点s->next=NULL;}printf("第%d天的桃子为:%d\n",11-m,p->data); }void main(){int n;int k;printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n");scanf("%d",&n);k=11-n;CreateList_L(1,k);while(1){printf("请输入j的值0:退出1:继续:\n");scanf("%d",&j);switch(j){case 1:printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n");scanf("%d",&n);k=11-n;CreateList_L(1,k);break;case 0:return;break;default:printf("输入有误请重新输入!");}}}3 用栈数据结构编写#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define STACK_INIT_SIZE 100#define OK 1#define OVERFLOW -2typedef struct{int *base;int *top;int stacksize;}SqStack;int InitStack(){s.base=(int *) malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(int)); if(!s.base)exit (OVERFLOW);s.top=s.base;s.stacksize=20;return OK;}void Push(int e,int m){int i;InitStack();*s.top++=e;for(i=0;i<10-m;i++){*s.top=2*(*(s.top-1)+1);s.top++;}printf("第%d天的桃子为:%d\n",m,*(s.top-1));}void main(){int m;printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n"); scanf("%d",&m);Push(1,m);while(1){int j;printf("请输入j的值0:退出1:继续:\n");scanf("%d",&j);switch(j){case 1:printf("请输入要求第几天剩下的桃子:\n");scanf("%d",&m);Push(1,m);break;case 0:return;break;default:printf("输入有误请重新输入!");}}}4 用递归编写#include<stdio.h>int i=9;int taozi(int x){int y;while(i>0){y=2*(x+1);i--;taozi(y);printf("%d\n",y);}}void main() {int a=1; taozi(a); printf("1\n"); }。