《数据结构》实验指导书
整理时间：2022-11-20
目录
实验1 C语言基础练习
实验2顺序表及其应用
实验3 链表及其应用
实验4 栈和队列
实验5二叉树及其应用
实验6 图的应用
实验7 查找算法
实验8 排序算法
实验1 C语言基础练习
一、实验目的
对C语言的复习，增强学生对结构体数组和指针的学习，尤以结构体的应用和指针的操作。
二、问题描述
- 构造一个学生结构体数组，成员包括学号，姓名，四门成绩，以及平均成绩；
- 从键盘上输入学生的学号，姓名和四门成绩；
- 找出考试有不及格的学生姓名并输出；找出平均分在90分以上的学生并输出。
三、实验要求
- 要求用链表存储学生的记录，并设计出输入和查找的基本操作算法。
- 在实验过程中，分析算法的时间复杂度和空间复杂度进行分析。
四、实验环境
PC微机
DOS操作系统或 Windows 操作系统
Visual C 程序集成环境或 Visual studio程序集成环境
五、实验步骤
- 用所选择的语言实现算法;
- 测试程序,并对算法进行时间和空间复杂度分析。
六、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
- 问题描述；
- 测试结果的分析与讨论，在测试过程中遇到的主要问题及采取的解决措施。
- 设计与实现过程中的体会，进一步的改进设想。
- 实现算法的程序清单，应有足够的注释。
实验2顺序表及其应用
一、实验目的
掌握顺序表基本操作，利用顺序表能够进行基本实际应用。
二、实验内容
- 实现线性表的顺序存储方法，顺序表建立、插入、删除、查找等基本操作。
- 基于顺序表的基本操作，编写算法函数reverse(sequence_list *L)，实现顺序表的就地逆置。
三、实验环境
- 使用的操作系统及版本。
Windows xp professional
- 使用的编译系统及版本。
Visual 6.0
四、实验步骤及说明
1、完成线性表的顺序存储结构的C语言描述，顺序表的建立、插入、删除、查找等基本操作的实现。
2、利用上述基本操作实现就地逆置的代码编写，并输入数据测试。
五、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
- 问题描述；
- 测试结果的分析与讨论，在测试过程中遇到的主要问题及采取的解决措施。
- 设计与实现过程中的体会，进一步的改进设想。
- 实现算法的程序清单，应有足够的注释。
实验3 链表及其应用
一、实验目的
1．掌握链表的灵活运用；
2．学习链表初始化和建立一个新的链表；
3．知道怎样去实现链表删除结点操作与插入结点；
4．理解链表的基本操作（包括数据域数据的相加）并能灵活运用。
二、实验内容
- 实现线性表的链式存储方法，单链表建立、插入、删除、查找等基本操作。
- 基于单链表的基本操作，编写算法函数reverse(sequence_list *L)，实现单链表的就地逆置。
- 建立两个链表为一元多项式，将他们每项按指数相加，最后将得到的链表打印出来。
三、实验环境
- 使用的操作系统及版本。
Windows xp professional
- 使用的编译系统及版本。
Visual 6.0
四、实验步骤及说明
1、完成线性表的链式存储结构的C语言描述，单链表的建立、插入、删除、查找等基本操作的实现。
2、利用上述基本操作实现就地逆置的代码编写，并输入数据测试。
3、建立一元多项式链表，实现相加操作，输出结果。
五、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
- 问题描述；
- 测试结果的分析与讨论，在测试过程中遇到的主要问题及采取的解决措施。
- 设计与实现过程中的体会，进一步的改进设想。
- 实现算法的程序清单，应有足够的注释。
实验4 栈和队列
一、实验目的
- 掌握栈的顺序存储结构的C语言描述。
- 掌握栈“后进先出”的特点。
- 掌握栈的典型应用——表达式求值。
- 实验内容
表达式求值运算是实现程序设计语言的基本问题之一，也是栈应用的一个典型例子。设计并演示用算符优先级对算术表达式的求解过程。
三、实验环境
- 使用的操作系统及版本。
Windows xp professional
- 使用的编译系统及版本。
Visual 6.0
四、实验步骤及说明
1、 根据给出的算符优先级，设置运算符栈和运算数栈；
2、 在读入表达式的同时，完成运算符和运算数的识别处理，并将运算数的字符序列形式转换成整数形式，并进行相应的运算；
3、 调试程序，检查输出结果；
4、 实验小结。
五、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
1、问题描述；
2、算法的设计描述；
3、测试结果的分析与讨论。
4、设计与实现过程中的体会，进一步的改进设想。
5、实现算法的程序清单，应有足够的注释。
六、测试数据
- 输入数据：1+（20+4）/（4-1）
正确结果：9
- 输入数据：2*9-6-（20+4）/（4-1）
正确结果：4
实验5二叉树及其应用
一、实验目的
树是数据结构中应用极为广泛的非线性结构，本单元的实验达到熟悉二叉树的存储结构的特性，以及如何应用树结构解决具体问题。
二、实验内容
利用二叉树求解表达式的值。
三、实验环境
- 使用的操作系统及版本。
Windows xp professional
- 使用的编译系统及版本。
Visual 6.0
四、实验步骤及说明
- 由输入的表达式字符串动态生成算术表达式所对应的二叉树。
- 自动完成求值运算和输出结果。
五、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
- 设计算术表达式树的存储结构；
- 给出生成表达式树算法和求解算法描述；
- 相应的程序要给出足够的注释部分；
- 给出程序的测试结果；
- 实验总结。
六、测试数据
1、 输入数据：2.2*（3.1+1.20）-7.5/3
正确结果：6.96
2、 输入数据：(1+2)*3+(5+6*7);
正确输出：56
实验6 图的应用
一、实验目的
图是应用极为广泛的数据结构，也是这门课程的重点，继续使学生更了解数据结构加操作的程序设计观点。
二、实验内容
运用Dijkstra算法求最短路径。
三、实验环境
- 使用的操作系统及版本。
Windows xp professional
- 使用的编译系统及版本。
Visual 6.0
四、实验步骤及说明
- 将导游图看作一张带权无向图，顶点表示公园的各个景点，边表示各景点之间的道路，边上的权值表示距离，选择适当的数据结构。
- 求大门到各个景点之间的一条最短路径。
五、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
- 问题描述；
- 图的最短路径算法；
- 公园平面图；
- 程序的测试结果和问题；
- 实验总结。
实验7 查找算法
一、实验目的
熟练掌握散列表构造方法和检索方法及效率分析。
二、实验内容
运用除余法构造散列函数，并用拉链法解决地址冲突的散列表构造及其检索算法。
三、实验环境
- 使用的操作系统及版本。
Windows xp professional
- 使用的编译系统及版本。
Visual 6.0
四、实验步骤及说明
1、根据问题描述写出基本算法。
2、 运用除余法构造散列函数，并用拉链法解决地址冲突的散列表构造及其检索算法。
3、对结果进行分析总结。
五、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
1、问题描述。
2、算法描述。
3、实现算法的程序。
4、调试程序。
5、实验总结。
实验8 排序算法
一、实验目的
深入了解各种内部排序方法及效率分析。
二、实验内容
1、对直接插入排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序这几种常用排序算法进行比较。
2、待排序表的表长不超过100；其中数据用伪随机数产生程序产生。
3、 至少要用6组不同的输入数据做比较。
4、 要对实验结果做简单分析。
三、实验环境
- 使用的操作系统及版本。
Windows xp professional
- 使用的编译系统及版本。
Visual 6.0
四、实验步骤及说明
1、根据问题描述写出基本算法。
2、设计四种排序算法并用适当语言实现。
3、输入几组随机数据，并对其关键字比较次数和关键字移动次数的比较。
4、对结果进行分析。
5、进行总结。
五、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
1、问题描述。
2、四种排序算法描述。
3、实现算法的程序。
4、调试程序。
5、比较各算法中的关键字比较次数和关键字移动次数。
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