数据结构课程设计
数据结构的课程设计

数据结构的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数据结构的基本概念,掌握线性表、树、图等常见数据结构的特点与应用场景。
2. 学会分析不同数据结构的存储方式和操作方法,并能运用到实际问题的解决中。
3. 掌握排序和查找算法的基本原理,了解其时间复杂度和空间复杂度。
技能目标:1. 能够运用所学数据结构知识,解决实际问题,提高编程能力。
2. 能够运用排序和查找算法,优化程序性能,提高解决问题的效率。
3. 能够运用数据结构知识,分析并解决复杂问题,培养逻辑思维能力和创新意识。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数据结构学科的兴趣,激发学习热情,形成主动探索和积极进取的学习态度。
2. 增强学生的团队协作意识,培养合作解决问题的能力,提高沟通表达能力。
3. 培养学生的抽象思维能力,使其认识到数据结构在计算机科学中的重要性,激发对计算机科学的热爱。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,培养学生的编程能力和逻辑思维能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握数据结构的基本知识,提高解决实际问题的能力,同时培养良好的学习态度和价值观。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 数据结构基本概念:介绍数据结构的概念、作用和分类,重点讲解线性结构(线性表、栈、队列)和非线性结构(树、图)的特点。
2. 线性表:讲解线性表的顺序存储和链式存储结构,以及相关操作(插入、删除、查找等)。
3. 栈和队列:介绍栈和队列的应用场景、存储结构及相关操作。
4. 树和二叉树:讲解树的定义、性质、存储结构,二叉树的遍历算法及线索二叉树。
5. 图:介绍图的定义、存储结构(邻接矩阵和邻接表)、图的遍历算法(深度优先搜索和广度优先搜索)。
6. 排序算法:讲解常见排序算法(冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等)的原理、实现及性能分析。
7. 查找算法:介绍线性查找、二分查找等查找算法的原理及实现。
优秀数据结构课程设计模板

优秀数据结构课程设计模板一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数据结构的基本概念,掌握常用的数据结构类型及其特点。
2. 学生能描述线性表、栈、队列、树、图等数据结构的基本性质和应用场景。
3. 学生能运用所学知识分析实际问题的数据结构需求,并选择合适的数据结构进行解决。
技能目标:1. 学生具备使用编程语言实现各种数据结构的能力,并能熟练运用这些数据结构进行数据处理。
2. 学生能够运用算法分析技巧,评估不同数据结构在解决问题时的效率,优化程序性能。
3. 学生通过实际案例分析,培养解决复杂数据结构问题的能力,提高编程实践技能。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到数据结构在计算机科学中的重要地位,增强对计算机科学的兴趣和热情。
2. 学生通过小组讨论和合作解决问题,培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在学习过程中,养成积极思考、勇于探索的良好习惯,形成严谨、踏实的学术态度。
本课程针对高年级学生,课程性质为理论实践相结合。
在教学过程中,注重培养学生的动手能力、思维能力和创新能力。
课程目标旨在使学生在掌握基本数据结构知识的基础上,能够运用所学解决实际问题,提高编程技能,培养良好的团队协作和沟通能力,为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 数据结构基本概念:介绍数据结构的概念、作用和分类,引导学生理解数据结构在软件开发中的重要性。
教学内容:线性结构、非线性结构、逻辑结构与物理结构等。
2. 线性表:讲解线性表的定义、特点,以及线性表的顺序存储和链式存储实现。
教学内容:顺序表、链表、双向链表、循环链表等。
3. 栈与队列:介绍栈和队列的基本概念、操作及应用场景。
教学内容:栈的顺序存储和链式存储、队列的顺序存储和链式存储、栈与队列的应用等。
4. 树与二叉树:讲解树的基本概念、性质,重点介绍二叉树及其遍历算法。
教学内容:树的定义、二叉树的性质、二叉树的遍历、线索二叉树、二叉排序树等。
5. 图:介绍图的基本概念、存储结构,以及图的遍历算法。
数据结构课程设计(5篇)

数据结构课程设计(5篇)第一篇:数据结构课程设计课程设计说明书设计名称:数据结构课程设计题目:设计五:二叉树的相关操作学生姓名:专业:计算机科学与技术班级:学号:指导教师:日期: 2012 年 3 月 5 日课程设计任务书计算机科学与技术专业年级班一、设计题目设计五二叉树的相关操作二、主要内容建立二叉树,并对树进行相关操作。
三、具体要求1)利用完全二叉树的性质建立一棵二叉树。
(层数不小于4层)2)统计树叶子结点的个数。
3)求二叉树的深度。
4)能够输出用前序,中序,后序对二叉树进行遍历的遍历序列。
四、进度安排依照教学计划,课程设计时间为:2周。
本设计要求按照软件工程的基本过程完成设计。
建议将时间分为三个阶段:第一阶段,根据题目要求,确定系统的总体设计方案:即系统包括哪些功能模块,每个模块的实现算法,并画出相应的流程图.同时编写相应的设计文档;第二阶段,根据流程图编写程序代码并调试,再将调试通过的各个子模块进行集成调试;第三阶段,归纳文档资料,按要求填写在《课程设计说明书》上,并参加答辩。
三个阶段时间分配的大概比例是:35: 45: 20。
五、完成后应上交的材料本课程设计要求按照学校有关规范的要求完成,在课程设计完成后需要提交的成果和有关文档资料包括课程设计的说明书,课程设计有关源程序及可运行程序(含运行环境)。
其中课程设计说明书的格式按学校规范(见附件),其内容不能过于简单,必须包括的内容有:1、课程设计的基本思想,系统的总功能和各子模块的功能说明;2、课程设计有关算法的描述,并画出有关算法流程图;3、源程序中核心代码的说明。
4、本课程设计的个人总结,主要包括以下内容:(1)课程设计中遇到的主要问题和解决方法;(2)你的创新和得意之处;(3)设计中存在的不足及改进的设想;(4)本次课程设计的感想和心得体会。
5、源代码要求在关键的位置有注释,增加程序的可读性。
程序结构和变量等命名必须符合有关软件开发的技术规范(参见有关文献)。
大学数据结构课程设计

大学数据结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数据结构的基本概念,掌握线性表、树、图等常见数据结构的特点及其应用场景。
2. 学会分析不同数据结构在解决具体问题时的性能差异,能够选择合适的数据结构优化程序性能。
3. 掌握各类数据结构的存储表示方法,以及基本操作算法的实现。
技能目标:1. 培养学生运用数据结构解决实际问题的能力,能够设计和实现小型算法程序。
2. 培养学生运用递归思想解决问题的能力,掌握递归算法的设计与实现。
3. 提高学生的编程实践能力,通过实验和项目练习,熟练运用所学数据结构进行程序设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生积极探究数据结构相关知识的学习兴趣,激发学生的学习热情和主动性。
2. 培养学生的团队协作精神,通过小组讨论和实践项目,提高沟通与协作能力。
3. 培养学生具备良好的程序设计素养,遵循编程规范,注重代码质量和性能优化。
课程性质:本课程为计算机专业核心课程,旨在使学生掌握数据结构的基本理论、方法和技能,为后续算法分析、软件工程等课程打下坚实基础。
学生特点:大学二年级学生,已具备一定的编程基础和算法知识,具备独立思考和学习的能力。
教学要求:结合课程特点和学生实际,注重理论与实践相结合,强调学生动手实践,培养学生解决实际问题的能力。
在教学过程中,关注学生的学习进度和反馈,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。
通过本课程的学习,使学生能够具备扎实的理论基础和较强的实践能力,为未来从事计算机相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 数据结构基本概念:介绍数据结构的基本概念、分类及其应用场景,分析不同数据结构的特点。
- 教材章节:第1章 数据结构绪论- 内容列举:线性结构、非线性结构、抽象数据类型等。
2. 线性表:讲解线性表的定义、存储表示(顺序存储、链式存储),以及基本操作(插入、删除、查找等)。
- 教材章节:第2章 线性表- 内容列举:顺序表、链表、栈、队列等。
数据结构课程设计-表达式求值【完整版】

XXXXXX大学《数据结构》课程设计报告班级:学号:姓名:指导老师:目录一算术表达式求值一、需求分析二、程序得主要功能三、程序运行平台四、数据结构五、算法及时间复杂度六、测试用例七、程序源代码二感想体会与总结算术表达式求值一、需求分析一个算术表达式就是由操作数(operand)、运算符(operator)与界限符(delimiter)组成得。
假设操作数就是正整数,运算符只含加减乘除等四种运算符,界限符有左右括号与表达式起始、结束符“#”,如:#(7+15)*(23—28/4)#。
引入表达式起始、结束符就是为了方便.编程利用“算符优先法”求算术表达式得值.二、程序得主要功能(1)从键盘读入一个合法得算术表达式,输出正确得结果。
(2)显示输入序列与栈得变化过程。
三、程序运行平台Visual C++6、0版本四、数据结构本程序得数据结构为栈。
(1)运算符栈部分:struct SqStack //定义栈{char *base; //栈底指针char *top; //栈顶指针intstacksize; //栈得长度};intInitStack (SqStack &s) //建立一个空栈S{if (!(s、base= (char *)malloc(50*sizeof(char))))exit(0);s、top=s、base;s、stacksize=50;return OK;}char GetTop(SqStack s,char &e) //运算符取栈顶元素{if (s、top==s、base) //栈为空得时候返回ERROR{ﻩ printf("运算符栈为空!\n");ﻩ return ERROR;}elsee=*(s、top-1); //栈不为空得时候用e做返回值,返回S得栈顶元素,并返回OK returnOK;}int Push(SqStack&s,char e) //运算符入栈{if (s、top—s、base >= s、stacksize)ﻩ{printf("运算符栈满!\n");ﻩs、base=(char*)realloc(s、base,(s、stacksize+5)*sizeof(char));//栈满得时候,追加5个存储空间if(!s、base)exit (OVERFLOW);s、top=s、base+s、stacksize;s、stacksize+=5;}ﻩ*(s、top)++=e;//把e入栈ﻩreturn OK;}int Pop(SqStack &s,char &e) //运算符出栈{if (s、top==s、base) //栈为空栈得时候,返回ERROR{printf("运算符栈为空!\n”);ﻩ return ERROR;}else{ﻩﻩe=*-—s、top;//栈不为空得时候用e做返回值,删除S得栈顶元素,并返回OK return OK;}}int StackTraverse(SqStack&s)//运算符栈得遍历{ﻩchar *t;ﻩt=s、base;ﻩif (s、top==s、base){ﻩ printf(”运算符栈为空!\n”); //栈为空栈得时候返回ERRORreturn ERROR;}while(t!=s、top){ﻩﻩprintf(" %c",*t); //栈不为空得时候依次取出栈内元素t++;ﻩ}return ERROR;}(2)数字栈部分:struct SqStackn//定义数栈{int *base; //栈底指针int*top; //栈顶指针int stacksize; //栈得长度};intInitStackn (SqStackn &s) //建立一个空栈S{s、base=(int*)malloc(50*sizeof(int));if(!s、base)exit(OVERFLOW);//存储分配失败s、top=s、base;s、stacksize=50;return OK;}int GetTopn(SqStackn s,int&e) //数栈取栈顶元素{if(s、top==s、base){printf("运算数栈为空!\n");//栈为空得时候返回ERRORﻩ return ERROR;}elseﻩe=*(s、top-1);//栈不为空得时候,用e作返回值,返回S得栈顶元素,并返回OKreturnOK;}int Pushn(SqStackn &s,int e) //数栈入栈{if(s、top—s、base>=s、stacksize){ﻩﻩprintf("运算数栈满!\n");//栈满得时候,追加5个存储空间ﻩs、base=(int*)realloc (s、base,(s、stacksize+5)*sizeof(int));if(!s、base) exit (OVERFLOW);ﻩs、top=s、base+s、stacksize;//插入元素e为新得栈顶元素s、stacksize+=5;}*(s、top)++=e; //栈顶指针变化returnOK;}int Popn(SqStackn &s,int &e)//数栈出栈{ﻩif (s、top==s、base){ﻩ printf("运算符栈为空!\n");//栈为空栈得视时候,返回ERRORﻩ return ERROR;ﻩ}else{ﻩﻩe=*—-s、top;//栈不空得时候,则删除S得栈顶元素,用e返回其值,并返回OK ﻩreturnOK;}}int StackTraversen(SqStackn &s)//数栈遍历{ﻩint*t;ﻩt=s、base ;ﻩif(s、top==s、base)ﻩ{printf("运算数栈为空!\n”);//栈为空栈得时候返回ERRORﻩ return ERROR;ﻩ}ﻩwhile(t!=s、top)ﻩ{printf(” %d”,*t); //栈不为空得时候依次输出t++;}return ERROR;}五、算法及时间复杂度1、算法:建立两个不同类型得空栈,先把一个‘#’压入运算符栈。
数据结构课程设计python

数据结构课程设计python一、课程目标知识目标:1. 理解数据结构的基本概念,掌握常用数据结构如列表、元组、字典和集合的特点及应用场景。
2. 学习并掌握栈和队列的操作原理及其在Python中的实现方法。
3. 掌握树和图的基本概念,了解二叉树、遍历算法及图的表示方法。
技能目标:1. 能够运用Python语言实现基本数据结构,并对其进行增、删、改、查等操作。
2. 能够利用栈和队列解决实际问题,如递归、函数调用栈、任务调度等。
3. 能够运用树和图解决实际问题,如查找算法、路径规划等。
情感态度价值观目标:1. 培养学生严谨的逻辑思维,提高分析问题和解决问题的能力。
2. 激发学生对数据结构和算法的兴趣,培养良好的编程习惯。
3. 引导学生认识到数据结构在实际应用中的重要性,增强学习热情和责任感。
课程性质:本课程为高年级数据结构课程,旨在使学生掌握Python语言实现数据结构的方法,提高编程能力和解决问题的能力。
学生特点:学生具备一定的Python编程基础,具有较强的逻辑思维能力,对数据结构有一定的了解。
教学要求:结合实际案例,采用任务驱动法,引导学生通过实践掌握数据结构的基本原理和应用方法。
注重培养学生的动手能力和团队协作精神,提高学生的综合素质。
通过本课程的学习,使学生能够具备独立设计和实现小型项目的能力。
二、教学内容1. 数据结构基本概念:介绍数据结构的概念、作用和分类,结合Python语言特点,分析各类数据结构在实际应用中的优势。
- 列表、元组、字典和集合的原理与应用- 栈与队列的操作原理及实现2. 线性表:讲解线性表的概念,重点掌握顺序表和链表的操作方法。
- 顺序表和链表的实现及操作- 线性表的查找和排序算法3. 树与二叉树:介绍树的基本概念,重点讲解二叉树的结构及其遍历算法。
- 树的基本概念和表示方法- 二叉树的性质、存储结构、遍历方法4. 图:讲解图的基本概念,掌握图的存储结构及遍历方法。
- 图的基本概念和表示方法- 图的遍历算法(深度优先搜索、广度优先搜索)- 最短路径和最小生成树算法5. 算法分析与设计:结合实例,分析算法性能,掌握基本的算法设计方法。
数据结构刘畅课程设计

数据结构刘畅课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数据结构的基本概念,掌握线性表、栈、队列、树等常见数据结构的特点和应用场景。
2. 学会分析不同数据结构在解决实际问题中的效率,并能选择合适的数据结构进行问题求解。
3. 掌握排序和查找算法的基本原理,学会运用算法优化程序性能。
技能目标:1. 能够运用所学数据结构知识,设计并实现小型程序,解决实际问题。
2. 培养良好的编程习惯,提高代码编写和调试能力。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,学会在项目中分工合作,共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数据结构学习的兴趣,激发学生主动探索的精神。
2. 培养学生面对复杂问题时,保持耐心、细心的态度,勇于克服困难。
3. 培养学生具备良好的信息素养,认识到数据结构在信息技术领域的重要性。
本课程针对高中年级学生,结合数据结构刘畅课程内容,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的编程能力和解决问题的能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程的学习,使学生能够在实际编程中灵活运用数据结构知识,为后续计算机专业课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容紧密结合课程目标,依据教材《数据结构》刘畅版,主要包括以下章节:1. 数据结构概述:介绍数据结构的基本概念、作用和分类,为后续学习打下基础。
- 线性表、栈、队列:分析线性表的实现方式,讲解栈和队列的应用场景及操作方法。
- 树、二叉树:探讨树和二叉树的结构特点,掌握二叉树的遍历算法。
2. 算法设计与分析:学习算法设计的基本原则,分析常见算法的时间复杂度和空间复杂度。
- 排序算法:学习冒泡排序、选择排序、插入排序等常见排序算法,分析其优缺点。
- 查找算法:介绍顺序查找、二分查找等查找方法,并分析其效率。
3. 数据结构应用:结合实际案例,运用所学知识解决实际问题。
- 程序设计与实现:培养学生编写结构清晰、高效运行的程序。
- 项目实践:分组进行项目实践,锻炼学生团队协作能力和实际操作能力。
数据结构课程设计目录及正文

数据结构课程设计目录及正文一、课程设计目的数据结构是计算机科学中的一门重要基础课程,通过课程设计,旨在让学生更深入地理解和掌握数据结构的基本概念、原理和算法,并能够将其应用到实际问题的解决中。
培养学生的问题分析能力、算法设计能力、程序编写能力和调试能力,提高学生的综合素质和创新能力。
二、课程设计要求1、学生需独立完成课程设计任务,不得抄袭他人成果。
2、课程设计应具有清晰的结构和良好的可读性,代码规范,注释详细。
3、选择合适的数据结构和算法解决给定的问题,并对算法的时间复杂度和空间复杂度进行分析。
4、完成课程设计报告,包括问题描述、算法设计、程序实现、测试结果和总结等内容。
三、课程设计题目1、图书管理系统实现图书的添加、删除、查询、修改等功能。
按照图书的分类、作者、书名等进行排序和查找。
2、学生成绩管理系统录入学生的成绩信息,包括学号、姓名、课程名称、成绩等。
计算学生的平均成绩、总成绩,并按照成绩进行排序。
3、公交线路查询系统建立公交线路的网络模型。
实现站点之间的最短路径查询和换乘方案查询。
4、停车场管理系统模拟停车场的车辆进出管理。
计算停车费用,显示停车场的当前状态。
四、课程设计目录1、引言2、需求分析问题描述功能需求数据需求性能需求3、总体设计系统架构模块划分数据结构设计4、详细设计模块功能描述算法设计界面设计5、编码实现代码框架关键代码实现6、测试与调试测试用例测试结果调试过程7、总结课程设计的收获遇到的问题及解决方法对数据结构课程的进一步理解8、参考文献9、附录源程序代码五、正文内容(一)引言随着信息技术的不断发展,计算机在各个领域的应用越来越广泛。
数据结构作为计算机科学的重要基础,对于提高程序的效率和质量起着至关重要的作用。
本次课程设计旨在通过实际项目的开发,让学生将所学的数据结构知识运用到实践中,提高解决实际问题的能力。
(二)需求分析1、问题描述以图书管理系统为例,系统需要对图书馆中的图书进行有效的管理,包括图书的基本信息(书名、作者、出版社、出版日期、ISBN 号等)、图书的库存数量、借阅状态等。
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《数据结构》课程设计说明书二叉平衡数算法实现班级:计科1703 组别:十七指导老师:彭代文完成时间:2018.6.20 组长:学号:组员 1:学号:组员 2:学号:成绩:目录1.课题设计任务 (1)2.任务分析 (1)3. 概要设计 (2)3.1 功能模块的划分 (2)3.1.1 主功能模块 (2)3.1.2 创建树模块 (2)3.1.3 遍历树模块 (2)3.2功能函数调用图 (2)4.详细设计 (3)4.1 数据存储结构: (3)4.2各模块流程图及算法: (4)4.2.1 主函数 (4)4.2.2 输入二叉树 (5)4.2.3非递归遍历 (5)4.2.4递归遍历 (7)4.3 算法的效率分析: (8)5. 测试 (9)6.课程设计心得 (10)6.1 改进方案 (10)6.2 设计心得 (10)7.参考文献 (11)8.附录 (12)1.课题设计任务现实世界层次化的数据模型中,数据与数据之间的关系纷繁复杂。
其中很多关系无法使用简单的线性结构表示清楚,比如祖先与后代的关系、整体与部分的关系等。
于是人们借鉴自然界中树的形象创造了一种强大的非线性结构——树。
树形结构的具体形式有很多种,其中最常用的就是二叉树。
针对这样的问题, 我选择了二叉树的操作作为我的课程设计主题, 编写程序, 实现对二叉树的遍历. 在本次课程设计中, 二叉树的建立使用了递归算法;在前序、中序和后续遍历的算法中则同时使用了递归与非递归的算法, 即在这些遍历算法的实现中使用了栈结构与队列结构, 提供了6种不同的遍历方式, 供使用者选择. 同时, 该程序具有输出层序遍历的功能, 层序遍历模块使用了非递归算法. 该程序基本实现了对二叉树的遍历, 对于递归与非递归算法, 我们应从实际应用中体验这些算法的优越性。
编程实现二叉树的建立,先序、中序、后序(递归和非递归方法)、层序遍历,二叉树的高度、统计叶子节点的数目、统计结点总数、输出结点的最大值、输出结点所在的层数、打印输出二叉树的单链表形式。
2.任务分析数据存储:采用二叉链表存储功能设计:首先,创建二叉树;其次打印二叉树:若二叉树为空,则空操作;否则依次打印右子树、打印根结点、打印左子树;最后,要实现二叉树的一些基本运算,包括先序遍历、中序遍历、后序遍历、计算结点数、叶子节点数、计算结点所在层等操作。
具体分别是先序遍历二叉树:利用二叉链表作为存储结构的先序遍历,先访问根结点,在依次访问左右子树;中序遍历二叉树:利用二叉链表作为存储结构的中序遍历,先访问左子树,再访问根结点,最后访问右子树;后序遍历二叉树:利用二叉链表作为存储结构的后序遍历,先访问左子树,再访问右子树,最后访问根结点;计算二叉树叶子数:若二叉树为空,返回0;若只有根结点,返回1;否则,返回左子树+右子树;计算二叉树结点数:若二叉树为空,返回0;若只有根结点,返回1;否则,返回左子树+右子树+1。
运用手动键盘输入,将二叉树序列按先序的顺序,从键盘输入到字符数组中,实现二叉树的创建。
运用递归的方式,计算出二叉树的节点的个数以及二叉树的深度,并且在屏幕输出显示等等操作比较基础。
遍历二叉树分为四种方式,先序遍历、中序遍历、后序遍历、层次遍历。
其中先序遍历、中序遍历和后序遍历都用递归与非递归的方法实现,采用链表存储的方式,并在屏幕输出结果。
层次遍历运用循环队列的方法实现,需要重新定义队头和队尾,以及队列的最大长度,并且在屏幕上实现输出显示。
第一次成功创建二叉树之后,如果想要重新创建,必须将已经创建的二叉树实现删除,并且释放内存空间,实现第二次重新创建。
用链式存储结构实现对二叉排序树的的创建,各种遍历,树高、节点数量等基本操作,在整个程序中可以将程序分为四大代码块,首先菜单代码块;其次是基础代码块,分别包括栈操作代码块和队列操作代码块;再其次是主体代码块即各种树操作的函数代码块,最后是输出操作代码块。
Visual Studio 2019编写,可以实现对二叉树的多种方式的创建、采用递归和非递归等两种方式先序、中序、后序进行遍历下面是具体介绍。
3. 概要设计3.1 功能模块的划分3.1.1 主功能模块通过合理的界面设计,根据提示信息,使用者可以方便快捷地运行本程序来完成创建、遍历二叉树、查找结点等操作。
界面美观,人性化,程序智能,安全性高。
3.1.2 创建树模块当进入程序运行界面后,根据提示输入需要建立的二叉树,建立完二叉树后自动进入下一个功能模块。
3.1.3 遍历树模块实现对该二叉树的先序递归遍历、先序非递归遍历、中序递归遍历、中序非递归遍历、后序递归遍历、后序非递归遍历、层序非递归遍历等方式的遍历操作,并输出各遍历序列。
3.2功能函数调用图图4-1 调用关系图其他功能均为单个函数实现,不做流程描述4.详细设计4.1 数据存储结构:BTNode* LchildNode(BTNode* p) //返回*p结点的左孩子结点指针BTNode* RchildNode(BTNode* p) //返回*p结点的右孩子结点指针void CreateBTree(BTNode*& b, char* str //创建树int FindNode(BTNode* b, ElemType x) //查找结点是否存在void InitQueue(SqQueue*& q) //创建队列bool QueueEmpty(SqQueue* q) //判断队列是否为空bool enQueue(SqQueue* q, BTNode* e) //进队列bool deQueue(SqQueue*& q, BTNode*& e) //出队列void DestoryBTree(BTNode*& b) //销毁释放二叉树void DispBTree(BTNode* b) //输出二叉树int BTHeight(BTNode* b) //计算二叉树高度void PreOrder(BTNode* b) //先序递归遍历算法void InOrder(BTNode* b) //中序递归遍历算法void PostOrder(BTNode* b) //后序递归遍历算法void DispLeaf(BTNode* b) //输出叶子结点int listleaf(BTNode* b) //输出叶子结点个数int listnode(BTNode* b) //输出结点个数int maxnode(BTNode* b) //输出结点的最大值int listfloor(BTNode* b, char x) //输出结点在第几层void InitStack(SqStack*& s) //初始化栈void DestroyStack(SqStack*& s) //销毁栈bool StackEmpty(SqStack* s) //判断栈是否为空bool Push(SqStack*& s, BTNode* e) //进栈bool Pop(SqStack*& s, BTNode*& e) //出栈bool GetTop(SqStack* s, BTNode*& e) //取栈顶元素void PreOrder1(BTNode* b) //先序非递归遍历算法void InOrder1(BTNode* b) //中序非递归遍历算法void PostOrder1(BTNode* b) //后序非递归遍历算法void LevelOrder(BTNode* b) //层次遍历算法4.2各模块流程图及算法:4.2.1 主函数int main(){system("cls");system("color 00a");BTNode* b;int i, n;char x;cout << "本程序为二叉树的操作" << endl;char str[20];cout << "请输入你的二叉树" << endl;cin.getline(str, 20);CreateBTree(b, str);cout << "创建成功!"<<endl;cout << "是否继续操作继续操作请输入1,否则输入0" << endl;cin >> i;while (i != 0){cout << "-------------------------------------------" << endl;cout << "--- 输入【0】结束程序 ---" << endl;cout << "--- 输入【1】输出二叉树 ---" << endl;cout << "--- 输入【2】计算二叉树高度 ---" << endl;cout << "--- 输入【3】查找节点是否存在 ---" << endl;cout << "--- 输入【4】输出所有叶子结点 ---" << endl;cout << "--- 输入【5】计算叶子节点个数 ---" << endl;cout << "--- 输入【6】前序遍历输出二叉树 ---" << endl;cout << "--- 输入【7】中序遍历输出二叉树 ---" << endl;cout << "--- 输入【8】后序遍历输出二叉树 ---" << endl;cout << "--- 输入【9】计算结点个数 ---" << endl;cout << "--- 输入【10】输出该树中结点最大值 ---" << endl;cout << "--- 输入【11】输出树中结点值为x的层 ---" << endl;cout << "--- 输入【12】先序非递归算法 ---" << endl;cout << "--- 输入【13】中序非递归算法 ---" << endl;cout << "--- 输入【14】后序非递归算法 ---" << endl;cout << "--- 输入【15】层次遍历(队列)算法 ---" << endl;cout << "-------------------------------------------" << endl;cout << " >> 请输入你的操作<< " << endl;cin >> i;//以下为功能选择相应的函数,比较繁杂,在此不做展示}}4.2.2 输入二叉树void CreateBTree(BTNode*& b, char* str){//创建二叉链int MaxSize1 = 50;BTNode* St[MaxSize], * p = NULL;int top = -1, k=0, j = 0; char ch = str[j];b = NULL;while (ch != '\0') { //str未扫描完时循环switch (ch) {case '(': top++; St[top] = p; k = 1; break; //可能有左孩子结点,进栈case ')': top--; break;case ',': k = 2; break; //后面为右孩子default:p = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));p->data = ch;p->lchild = p->rchild = NULL;if (b == NULL)b = p;else {switch (k) {case 1: St[top]->lchild = p; break;case 2: St[top]->rchild = p; break;}}}j++;ch = str[j]; //继续扫描str}}4.2.3非递归遍历void PreOrder1(BTNode* b) //先序非递归遍历算法{BTNode* p;SqStack* st; //定义一个顺序栈指针stInitStack(st); //初始化栈stPush(st, b); //根节点进栈while (!StackEmpty(st)) //栈不为空时循环{Pop(st, p); //退栈节点p并访问它printf("%c ", p->data); //访问节点pif (p->rchild != NULL) //有右孩子时将其进栈Push(st, p->rchild);if (p->lchild != NULL) //有左孩子时将其进栈Push(st, p->lchild);}printf("\n");DestroyStack(st); //销毁栈}//中序非递归遍历void InOrder1(BTNode* b) //中序非递归遍历算法{BTNode* p;SqStack* st; //定义一个顺序栈指针stInitStack(st); //初始化栈stif (b != NULL){p = b;while (!StackEmpty(st) || p != NULL){while (p != NULL) //扫描节点p的所有左下节点并进栈{Push(st, p); //节点p进栈p = p->lchild; //移动到左孩子}if (!StackEmpty(st)) //若栈不空{Pop(st, p); //出栈节点pprintf("%c ", p->data); //访问节点pp = p->rchild; //转向处理其右子树}}printf("\n");}DestroyStack(st); //销毁栈}void PostOrder1(BTNode* b) //后序非递归遍历算法{BTNode* p, * r;bool flag;SqStack* st; //定义一个顺序栈指针stInitStack(st); //初始化栈stp = b;do{while (p != NULL) //扫描节点p的所有左下节点并进栈{Push(st, p); //节点p进栈p = p->lchild; //移动到左孩子}r = NULL; //r指向刚刚访问的节点,初始时为空flag = true; //flag为真表示正在处理栈顶节点while (!StackEmpty(st) && flag){GetTop(st, p); //取出当前的栈顶节点pif (p->rchild == r) //若节点p的右孩子为空或者为刚刚访问过的节点{printf("%c ", p->data); //访问节点pPop(st, p);r = p; //r指向刚访问过的节点}else{p = p->rchild; //转向处理其右子树flag = false; //表示当前不是处理栈顶节点}}} while (!StackEmpty(st)); //栈不空循环printf("\n");DestroyStack(st); //销毁栈}4.2.4递归遍历oid PreOrder(BTNode* b){//先序遍历if (b != NULL){cout << (char)b->data;PreOrder(b->lchild);PreOrder(b->rchild);}}void InOrder(BTNode* b){//中序遍历if (b != NULL){InOrder(b->lchild);cout << (char)b->data;InOrder(b->rchild);}}void PostOrder(BTNode* b){//后序遍历if (b != NULL){PostOrder(b->lchild);PostOrder(b->rchild);cout << (char)b->data;}}4.3 算法的效率分析:主函数:函数中并不包含for循环、递归等复杂的算法,时间复杂度为O(1);输入二叉树:函数需要扫描输入的二叉树,所以该算法的时间复杂度为O(n);非递归类遍历:由于不管是先序遍历还是中序遍历以及后序遍历,我们都需要利用一个辅助栈来进行每个节点的存储打印,所以每个节点都要进栈和出栈,不过是根据那种遍历方式改变的是每个节点的进栈顺序,所以时间复杂度为O(n),同样空间复杂度也为O(n),n为结点数;递归类遍历:空间复杂度与系统堆栈有关,系统栈需要记住每个节点的值,所以空间复杂度为O(n)。