數(shù)據(jù)結構C語言嚴蔚敏著數(shù)據(jù)結構實驗指導

1、數(shù)據(jù)結構實驗指導及報告書（2012） / 學年 第 學期姓 名：_學 號：_班 級：_指導教師：_信息科學與工程學院2012預備實驗 C語言的函數(shù)數(shù)組指針結構體知識一、實驗目的1、復習C語言中函數(shù)、數(shù)組、指針、結構體與共用體等的概念。2、熟悉利用C語言進行程序設計的一般方法。二、實驗預習說明以下C語言中的概念1、 函數(shù)：2、 數(shù)組：3、指針：4、結構體5、共用體三、實驗內容和要求1、調試程序：輸出100以內所有的素數(shù)（用函數(shù)實現(xiàn)）。#include<stdio.h>int isprime(int n) /*判斷一個數(shù)是否為素數(shù)*/ int m;for(m=2;m*m<=n;m

2、+)if(n%m=0) return 0;return 1;int main() /*輸出100以內所有素數(shù)*/int i; printf("n");for(i=2;i<100;i+)if(isprime(i)=1) printf("%4d",i);return 0;運行結果：2、 調試程序：對一維數(shù)組中的元素進行逆序排列。#include<stdio.h>#define N 10int main()int aN=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,i,temp;printf("nthe original Array is

3、:n ");for(i=0;i<N;i+)printf("%4d",ai);for(i=0;i<N/2;i+)/*交換數(shù)組元素使之逆序*/temp=ai;ai=aN-i-1;aN-i-1=temp;printf("nthe changed Array is:n");for(i=0;i<N;i+)printf("%4d",ai);return 0;運行結果：3、 調試程序：在二維數(shù)組中，若某一位置上的元素在該行中最大，而在該列中最小，則該元素即為該二維數(shù)組的一個鞍點。要求從鍵盤上輸入一個二維數(shù)組，當鞍點存在時

4、，把鞍點找出來。#include<stdio.h>#define M 3#define N 4int main()int aMN,i,j,k;printf("n請輸入二維數(shù)組的數(shù)據(jù)：n");for(i=0;i<M;i+)for(j=0;j<N;j+)scanf("%d",&aij);for(i=0;i<M;i+)/*輸出矩陣*/for(j=0;j<N;j+)printf("%4d",aij);printf("n");for(i=0;i<M;i+)k=0;for(j=

5、1;j<N;j+)/*找出第i行的最大值*/if(aij>aik)k=j;for(j=0;j<M;j+)/*判斷第i行的最大值是否為該列的最小值*/if(ajk<aik)break;if(j=M)/*在第i行找到鞍點*/printf("%d,%d,%dn",aik,i,k);return 0;運行結果：4、 調試程序：利用指針輸出二維數(shù)組的元素。#include<stdio.h>int main()int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int *p;for(p=a0;p<a0+12;p+)if

6、(p-a0)%4=0) printf("n");printf("%4d",*p);return 0;運行結果：5、 調試程序：設有一個教師與學生通用的表格，教師的數(shù)據(jù)有姓名、年齡、職業(yè)、教研室四項，學生有姓名、年齡、專業(yè)、班級四項，編程輸入人員的數(shù)據(jù)，再以表格輸出。#include <stdio.h>#define N 10struct studentchar name8;/*姓名*/int age; /*年齡*/char job; /*職業(yè)或專業(yè)，用s或t表示學生或教師*/union int class;/*班級*/char office1

7、0; /*教研室*/depa;stuN;int main()int i; int n;printf(“n請輸入人員數(shù)(<10):n”);scanf(“%d”,&n);for(i=0;i<n;i+)/*輸入n個人員的信息*/printf("n請輸入第%d人員的信息：(name age job class/office)n",i+1);scanf("%s,%d,%c",, &stui.age, &stui.job);if(stui.job=s)scanf("%d",&stui.

8、depa.class); else scanf("%s",stui.depa.office);printf(“name age job class/office”);for(i=0;i<n;i+)/*輸出*/if(stui.job=s)printf("%s %3d %3c %dn",, stui.age, stui.job, stui.depa.class); elseprintf("%s %3d %3c %sn",, stui.age, stui.job, stui.depa.office)

9、;輸入的數(shù)據(jù)：2Wang 19 s 99061Li 36 t computer運行結果：四、實驗小結五、教師評語實驗一 順序表與鏈表一、實驗目的1、掌握線性表中元素的前驅、后續(xù)的概念。2、掌握順序表與鏈表的建立、插入元素、刪除表中某元素的算法。3、對線性表相應算法的時間復雜度進行分析。4、理解順序表、鏈表數(shù)據(jù)結構的特點（優(yōu)缺點）。 二、實驗預習說明以下概念1、線性表：2、順序表：3、鏈表：三、實驗內容和要求1、閱讀下面程序，在橫線處填寫函數(shù)的基本功能。并運行程序，寫出結果。#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define ERROR

10、0#define OK 1#define INIT_SIZE 5 /*初始分配的順序表長度*/#define INCREM 5 /*溢出時，順序表長度的增量*/typedef int ElemType; /*定義表元素的類型*/typedef struct SqlistElemType *slist; /*存儲空間的基地址*/int length; /*順序表的當前長度*/int listsize; /*當前分配的存儲空間*/Sqlist;int InitList_sq(Sqlist *L); /* */int CreateList_sq(Sqlist *L,int n); /* */int

11、ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e);/* */int PrintList_sq(Sqlist *L); /*輸出順序表的元素*/int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i); /*刪除第i個元素*/int ListLocate(Sqlist *L,ElemType e); /*查找值為e的元素*/int InitList_sq(Sqlist *L) L->slist=(ElemType*)malloc(INIT_SIZE*sizeof(ElemType); if(!L->slist) return ERROR;

12、 L->length=0; L->listsize=INIT_SIZE; return OK; /*InitList*/int CreateList_sq(Sqlist *L,int n) ElemType e; int i; for(i=0;i<n;i+) printf("input data %d",i+1); scanf("%d",&e); if(!ListInsert_sq(L,i+1,e) return ERROR; return OK;/*CreateList*/*輸出順序表中的元素*/int PrintList_s

13、q(Sqlist *L) int i; for(i=1;i<=L->length;i+) printf("%5d",L->slisti-1); return OK;/*PrintList*/int ListInsert_sq(Sqlist *L,int i,ElemType e) int k;if(i<1|i>L->length+1) return ERROR; if(L->length>=L->listsize) L->slist=(ElemType*)realloc(L->slist,(INIT_SIZE

14、+INCREM)*sizeof(ElemType); if(!L->slist) return ERROR; L->listsize+=INCREM; for(k=L->length-1;k>=i-1;k-) L->slistk+1= L->slistk; L->slisti-1=e; L->length+; return OK;/*ListInsert*/*在順序表中刪除第i個元素*/int ListDelete_sq(Sqlist *L,int i)/*在順序表中查找指定值元素，返回其序號*/int ListLocate(Sqlist *L,

15、ElemType e) int main() Sqlist sl; int n,m,k; printf("please input n:"); /*輸入順序表的元素個數(shù)*/ scanf("%d",&n); if(n>0) printf("n1-Create Sqlist:n"); InitList_sq(&sl); CreateList_sq(&sl,n); printf("n2-Print Sqlist:n"); PrintList_sq(&sl); printf("

16、;nplease input insert location and data:(location,data)n"); scanf("%d,%d",&m,&k); ListInsert_sq(&sl,m,k); printf("n3-Print Sqlist:n"); PrintList_sq(&sl); printf("n"); else printf("ERROR"); return 0;l 運行結果l 算法分析2、為第1題補充刪除和查找功能函數(shù)，并在主函數(shù)中補充代碼驗

17、證算法的正確性。刪除算法代碼：l 運行結果l 算法分析查找算法代碼：l 運行結果l 算法分析3、閱讀下面程序，在橫線處填寫函數(shù)的基本功能。并運行程序，寫出結果。#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define ERROR 0#define OK 1typedef int ElemType; /*定義表元素的類型*/typedef struct LNode /*線性表的單鏈表存儲*/ ElemType data; struct LNode *next;LNode,*LinkList;LinkList CreateList(int n);

18、 /* */void PrintList(LinkList L); /*輸出帶頭結點單鏈表的所有元素*/int GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e); /* */LinkList CreateList(int n) LNode *p,*q,*head; int i; head=(LinkList)malloc(sizeof(LNode); head->next=NULL; p=head; for(i=0;i<n;i+) q=(LinkList)malloc(sizeof(LNode); printf("input data %i:&q

19、uot;,i+1); scanf("%d",&q->data); /*輸入元素值*/ q->next=NULL; /*結點指針域置空*/ p->next=q; /*新結點連在表末尾*/ p=q; return head;/*CreateList*/void PrintList(LinkList L) LNode *p; p=L->next; /*p指向單鏈表的第1個元素*/ while(p!=NULL) printf("%5d",p->data); p=p->next; /*PrintList*/int Get

20、Elem(LinkList L,int i,ElemType *e) LNode *p;int j=1; p=L->next; while(p&&j<i) p=p->next;j+; if(!p|j>i) return ERROR; *e=p->data; return OK;/*GetElem*/int main() int n,i;ElemType e; LinkList L=NULL; /*定義指向單鏈表的指針*/ printf("please input n:"); /*輸入單鏈表的元素個數(shù)*/ scanf("

21、%d",&n); if(n>0) printf("n1-Create LinkList:n"); L=CreateList(n); printf("n2-Print LinkList:n"); PrintList(L); printf("n3-GetElem from LinkList:n"); printf("input i="); scanf("%d",&i); if(GetElem(L,i,&e) printf("No%i is %d&qu

22、ot;,i,e); else printf("not exists"); else printf("ERROR"); return 0;l 運行結果l 算法分析4、為第3題補充插入功能函數(shù)和刪除功能函數(shù)。并在主函數(shù)中補充代碼驗證算法的正確性。插入算法代碼：l 運行結果l 算法分析刪除算法代碼：l 運行結果l 算法分析以下為選做實驗：5、循環(huán)鏈表的應用（約瑟夫回環(huán)問題）n個數(shù)據(jù)元素構成一個環(huán)，從環(huán)中任意位置開始計數(shù)，計到m將該元素從表中取出，重復上述過程，直至表中只剩下一個元素。提示：用一個無頭結點的循環(huán)單鏈表來實現(xiàn)n個元素的存儲。l 算法代碼6、設一帶頭

23、結點的單鏈表，設計算法將表中值相同的元素僅保留一個結點。提示：指針p從鏈表的第一個元素開始，利用指針q從指針p位置開始向后搜索整個鏈表，刪除與之值相同的元素；指針p繼續(xù)指向下一個元素，開始下一輪的刪除，直至pnull為至，既完成了對整個鏈表元素的刪除相同值。l 算法代碼四、實驗小結五、教師評語實驗二 棧和隊列一、實驗目的1、掌握棧的結構特性及其入棧，出棧操作；2、掌握隊列的結構特性及其入隊、出隊的操作，掌握循環(huán)隊列的特點及其操作。二、實驗預習說明以下概念1、順序棧：2、鏈棧：3、循環(huán)隊列：4、鏈隊三、實驗內容和要求1、閱讀下面程序，將函數(shù)Push和函數(shù)Pop補充完整。要求輸入元素序列1 2 3

24、 4 5 e，運行結果如下所示。#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define ERROR 0#define OK 1#define STACK_INT_SIZE 10 /*存儲空間初始分配量*/#define STACKINCREMENT 5 /*存儲空間分配增量*/typedef int ElemType; /*定義元素的類型*/typedef struct ElemType *base; ElemType *top; int stacksize; /*當前已分配的存儲空間*/SqStack;int InitStack(SqSt

25、ack *S); /*構造空棧*/int push(SqStack *S,ElemType e); /*入棧*/int Pop(SqStack *S,ElemType *e); /*出棧*/int CreateStack(SqStack *S); /*創(chuàng)建棧*/void PrintStack(SqStack *S); /*出棧并輸出棧中元素*/int InitStack(SqStack *S) S->base=(ElemType *)malloc(STACK_INT_SIZE *sizeof(ElemType); if(!S->base) return ERROR; S->t

26、op=S->base; S->stacksize=STACK_INT_SIZE; return OK;/*InitStack*/int Push(SqStack *S,ElemType e) /*Push*/int Pop(SqStack *S,ElemType *e) /*Pop*/int CreateStack(SqStack *S) int e; if(InitStack(S) printf("Init Success!n"); else printf("Init Fail!n"); return ERROR; printf("

27、;input data:(Terminated by inputing a character)n"); while(scanf("%d",&e) Push(S,e); return OK;/*CreateStack*/void PrintStack(SqStack *S) ElemType e; while(Pop(S,&e) printf("%3d",e);/*Pop_and_Print*/int main() SqStack ss; printf("n1-createStackn"); CreateSt

28、ack(&ss); printf("n2-Pop&Printn"); PrintStack(&ss); return 0; l 算法分析：輸入元素序列1 2 3 4 5，為什么輸出序列為5 4 3 2 1？體現(xiàn)了棧的什么特性？2、在第1題的程序中，編寫一個十進制轉換為二進制的數(shù)制轉換算法函數(shù)（要求利用棧來實現(xiàn)），并驗證其正確性。l 實現(xiàn)代碼l 驗證3、閱讀并運行程序，并分析程序功能。#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<string.h>#define M 20#d

29、efine elemtype chartypedef struct elemtype stackM; int top;stacknode;void init(stacknode *st);void push(stacknode *st,elemtype x);void pop(stacknode *st);void init(stacknode *st) st->top=0;void push(stacknode *st,elemtype x) if(st->top=M) printf("the stack is overflow!n"); else st-&g

30、t;top=st->top+1; st->stackst->top=x; void pop(stacknode *st)if(st->top>0) st->top-; else printf(“Stack is Empty!n”);int main() char sM; int i; stacknode *sp; printf("create a empty stack!n"); sp=malloc(sizeof(stacknode); init(sp); printf("input a expression:n");

31、 gets(s); for(i=0;i<strlen(s);i+) if(si='(') push(sp,si); if(si=')') pop(sp); if(sp->top=0) printf("'('match')'!n"); else printf("'('not match')'!n"); return 0;l 輸入：2+(c-d)*6-(f-7)*a)/6l 運行結果：l 輸入：a-(c-d)*6-(s/3-x)/2l 運行結果：l 程

32、序的基本功能：以下為選做實驗：4、設計算法，將一個表達式轉換為后綴表達式，并按照后綴表達式進行計算，得出表達式得結果。l 實現(xiàn)代碼5、假設以帶頭結點的循環(huán)鏈表表示隊列，并且只設一個指針指向隊尾結點（不設隊頭指針），試編寫相應的置空隊列、入隊列、出隊列的算法。實現(xiàn)代碼：四、實驗小結五、教師評語實驗三 串的模式匹配一、實驗目的1、了解串的基本概念2、掌握串的模式匹配算法的實現(xiàn) 二、實驗預習說明以下概念1、模式匹配：2、BF算法：3、KMP算法：三、實驗內容和要求1、閱讀并運行下面程序，根據(jù)輸入寫出運行結果。#include<stdio.h>#include<string.h>

33、;#define MAXSIZE 100typedef structchar dataMAXSIZE;int length;SqString;int strCompare(SqString *s1,SqString *s2); /*串的比較*/void show_strCompare();void strSub(SqString *s,int start,int sublen,SqString *sub); /*求子串*/void show_subString();int strCompare(SqString *s1,SqString *s2)int i;for(i=0;i<s1-&g

34、t;length&&i<s2->length;i+)if(s1->datai!=s2->datai)return s1->datai-s2->datai;return s1->length-s2->length;void show_strCompare() SqString s1,s2; int k; printf("n*show Compare*n"); printf("input string s1:"); gets(s1.data); s1.length=strlen(s1.data)

35、; printf("input string s2:"); gets(s2.data); s2.length=strlen(s2.data); if(k=strCompare(&s1,&s2)=0) printf("s1=s2n"); else if(k<0) printf("s1<s2n"); else printf("s1>s2n"); printf("n*show over*n");void strSub(SqString *s,int start,int

36、 sublen,SqString *sub)int i;if(start<1|start>s->length|sublen>s->length-start+1)sub->length=0;for(i=0;i<sublen;i+)sub->datai=s->datastart+i-1;sub->length=sublen;void show_subString() SqString s,sub; int start,sublen,i; printf("n*show subString*n"); printf(&quo

37、t;input string s:"); gets(s.data); s.length=strlen(s.data); printf("input start:"); scanf("%d",&start); printf("input sublen:"); scanf("%d",&sublen); strSub(&s,start,sublen,&sub); if(sub.length=0) printf("ERROR!n"); else printf(&

38、quot;subString is :"); for(i=0;i<sublen;i+) printf("%c",sub.datai); printf("n*show over*n");int main() int n; do printf("n-String-n"); printf("1. strComparen"); printf("2. subStringn"); printf("0. EXITn"); printf("ninput choice

39、:"); scanf("%d",&n); getchar(); switch(n) case 1:show_strCompare();break; case 2:show_subString();break; default:n=0;break; while(n); return 0;l 運行程序輸入：1studentstudents2Computer Data Stuctures104運行結果：2、實現(xiàn)串的模式匹配算法。補充下面程序，實現(xiàn)串的BF和KMP算法。#include<stdio.h>#include<string.h>#

40、define MAXSIZE 100typedef structchar dataMAXSIZE;int length;SqString;int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start);void getNext(SqString *t,int next);int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next);void show_index();int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start)補充代碼.void getNext(SqStrin

41、g *t,int next)int i=0,j=-1;next0=-1;while(i<t->length)if(j=-1)|(t->datai=t->dataj)i+;j+;nexti=j;elsej=nextj; int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next)補充代碼.void show_index() SqString s,t; int k,nextMAXSIZE=0,i; printf("n*show index*n"); printf("input string

42、s:"); gets(s.data); s.length=strlen(s.data); printf("input string t:"); gets(t.data); t.length=strlen(t.data); printf("input start position:"); scanf("%d",&k); printf("BF:nthe result of BF is %dn",index_bf(&s,&t,k); getNext(&t,next); print

43、f("KMP:n"); printf("next:"); for(i=0;i<t.length;i+) printf("%3d",nexti); printf("n"); printf("the result of KMP is %dn",index_kmp(&s,&t,k,next); printf("n*show over*n");int main()show_index();return 0;輸入：abcaabbabcabaacbacbaabcab

44、aa1運行結果：四、實驗小結五、教師評語實驗四 二叉樹一、實驗目的1、掌握二叉樹的基本特性2、掌握二叉樹的先序、中序、后序的遞歸遍歷算法 3、理解二叉樹的先序、中序、后序的非遞歸遍歷算法4、通過求二叉樹的深度、葉子結點數(shù)和層序遍歷等算法，理解二叉樹的基本特性二、實驗預習說明以下概念1、二叉樹：2、遞歸遍歷：3、 非遞歸遍歷：4、層序遍歷：三、實驗內容和要求1、閱讀并運行下面程序，根據(jù)輸入寫出運行結果，并畫出二叉樹的形態(tài)。#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define MAX 20typedef struct BTNode /*節(jié)點結

45、構聲明*/char data ; /*節(jié)點數(shù)據(jù)*/struct BTNode *lchild;struct BTNode *rchild ; /*指針*/*BiTree;void createBiTree(BiTree *t) /* 先序遍歷創(chuàng)建二叉樹*/char s;BiTree q;printf("nplease input data:(exit for #)");s=getche();if(s='#')*t=NULL; return;q=(BiTree)malloc(sizeof(struct BTNode);if(q=NULL)printf(&quo

46、t;Memory alloc failure!"); exit(0);q->data=s;*t=q;createBiTree(&q->lchild); /*遞歸建立左子樹*/createBiTree(&q->rchild); /*遞歸建立右子樹*/void PreOrder(BiTree p) /* 先序遍歷二叉樹*/ if ( p!= NULL ) printf("%c", p->data); PreOrder( p->lchild ) ; PreOrder( p->rchild) ; void InOrder

47、(BiTree p) /* 中序遍歷二叉樹*/ if( p!= NULL ) InOrder( p->lchild ) ; printf("%c", p->data); InOrder( p->rchild) ; void PostOrder(BiTree p) /* 后序遍歷二叉樹*/ if ( p!= NULL ) PostOrder( p->lchild ) ; PostOrder( p->rchild) ; printf("%c", p->data); void Preorder_n(BiTree p) /*先

48、序遍歷的非遞歸算法*/ BiTree stackMAX,q; int top=0,i; for(i=0;i<MAX;i+) stacki=NULL;/*初始化棧*/ q=p; while(q!=NULL) printf("%c",q->data); if(q->rchild!=NULL) stacktop+=q->rchild; if(q->lchild!=NULL) q=q->lchild; else if(top>0) q=stack-top; else q=NULL; void release(BiTree t) /*釋放二叉

49、樹空間*/ if(t!=NULL) release(t->lchild); release(t->rchild); free(t); int main() BiTree t=NULL; createBiTree(&t); printf("nnPreOrder the tree is:"); PreOrder(t); printf("nnInOrder the tree is:"); InOrder(t); printf("nnPostOrder the tree is:"); PostOrder(t); printf("nn先序遍歷序列（非遞歸）:"); Preorder_n(t); release(t); return 0;l 運行程序輸入：ABC#DE#G#F#運行結果：2、在上題中補充求二叉樹中求結點總數(shù)算法（提示：可在某種遍歷過程中統(tǒng)計遍歷的結點數(shù)），并在主函數(shù)中補充相應的調用驗證正確性。算法代碼：3、在上題中補充求二叉樹中求葉子結點總數(shù)算法（提示：可在某種遍歷過程中統(tǒng)計遍歷的葉子結點數(shù)），并在主函數(shù)中補充相應的調用驗證正確性。算法代碼：4、在上題中補