数据结构课程设计报告.docx

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数据结构课程设计报告

题目：

一、图子系统二、查找子系统1

一、课程设计的目的1

二、课程设计的内容和要求2

三、题目一设计过程2

四、题目二设计过程8

五、设计总结16

六、参考文献16

题目：

一、图子系统二、查找子系统

一、课程设计的目的

本学期我们对《数据结构》这门课程进行了学习。

这门课程是一门实践性非常强的课程，为了让大家更好地理解与运用所学知识，提高动手能力，我们进行了此次课程设计实习。

这次课程设计不但要求学生掌握《数据结构》中的各方面知识，还要求学生具备一定的C语言基础和编程能力。

（1）题目一的目的：

1、掌握土邻接表的存储方法

2、掌握图深度优先遍历的基本思想

3、掌握图广表度优先遍历的基本思想

（2）题目二的目的：

1、理解查找的基本算法

2、掌握静态查找和动态查找的区别

3、掌握顺序查找和二叉排序树的基本思想及其算法

二、课程设计的内容和要求

（1）题目一的内容和要求：

1、对任意给定的图（顶点数和边数自定），建立它的邻接表并输出。

2、编写图的深度优先遍历程序。

3、利用队列的基本运算实现广度优先遍历。

（2）题目二的内容和要求：

1、设计一个选择式菜单。

查找子系统

*1……….顺序查找*

*2……….二叉排序树*

*3……….返回*

*******************************************************************

请选择菜单号（0……2）

2、分别实现顺序查找和二叉排序树。

3、二叉排序树必须实现构建、查找、插入的基本操作。

三、题目一设计过程

1、题目分析

对图的每个顶点建立一个带头结点的线性链表，用于存储图中于顶点相邻接的边或弧的信息。

头结点中存放该结点的信息。

所有头结点用一个顺序表存放，对图进行深度优先遍历和广度优先遍历。

2、算法描述

voidCreateUDN（Graph&G）\\任意建立一个图

voidDFS（GraphG,intk）\\从图的某一点k出发，进行深度优先遍历算法

voidBFS（GraphG,intk）\\从图的某一点k出发，进行广度优先遍历算法

3、源代码

#include

#include

#defineINFINITY32767

#defineMAX_VEX20

#defineQUEUE_SIZE（MAX_VEX+1）

usingnamespacestd;

bool*visited;

typedefstruct{

char*vexs;

intarcs[MAX_VEX][MAX_VEX];

intvexnum,arcnum;

}Graph;

classQueue{

public:

voidInitQueue（）{

base=（int*）malloc（QUEUE_SIZE*sizeof（int））;

front=rear=0;

}

voidEnQueue（inte）{

base[rear]=e;

rear=（rear+1）%QUEUE_SIZE;

}

voidDeQueue（int&e）{

e=base[front];

front=（front+1）%QUEUE_SIZE;

}

public:

int*base;

intfront;

intrear;

};

intLocate（GraphG,charc）{

for（inti=0;i

if（G.vexs[i]==c）returni;

return-1;

}

voidCreateUDN（Graph&G）{

inti,j,w,s1,s2;

chara,b,temp;

printf（"输入顶点数和弧数:

"）;

scanf（"%d%d",&G.vexnum,&G.arcnum）;

temp=getchar（）;

G.vexs=（char*）malloc（G.vexnum*sizeof（char））;

printf（"输入%d个顶点.\n",G.vexnum）;

for（i=0;i

printf（"输入顶点%d:

",i）;

scanf（"%c",&G.vexs[i]）;

temp=getchar（）;

}

for（i=0;i

for（j=0;j

G.arcs[i][j]=INFINITY;

printf（"输入%d条弧.\n",G.arcnum）;

for（i=0;i

printf（"输入弧%d:

",i）;

scanf（"%c%c%d",&a,&b,&w）;

temp=getchar（）;

s1=Locate（G,a）;

s2=Locate（G,b）;

G.arcs[s1][s2]=G.arcs[s2][s1]=w;

}

}

intFirstVex（GraphG,intk）{

if（k>=0&&k

for（inti=0;i

if（G.arcs[k][i]!

=INFINITY）returni;

}

return-1;

}

intNextVex（GraphG,inti,intj）{

if（i>=0&&i=0&&j

for（intk=j+1;k

if（G.arcs[i][k]!

=INFINITY）returnk;

}

return-1;

}

voidDFS（GraphG,intk）{

inti;

if（k==-1）{

for（i=0;i

if（!

visited[i]）DFS（G,i）;

}

else{

visited[k]=true;

printf（"%c",G.vexs[k]）;

for（i=FirstVex（G,k）;i>=0;i=NextVex（G,k,i））

if（!

visited[i]）DFS（G,i）;

}

}

voidBFS（GraphG）{

intk;

QueueQ;

Q.InitQueue（）;

for（inti=0;i

if（!

visited[i]）{

visited[i]=true;

printf（"%c",G.vexs[i]）;

Q.EnQueue（i）;

while（Q.front!

=Q.rear）{

Q.DeQueue（k）;

for（intw=FirstVex（G,k）;w>=0;w=NextVex（G,k,w））

if（!

visited[w]）{

visited[w]=true;

printf（"%c",G.vexs[w]）;

Q.EnQueue（w）;

}

}

}

}

voidmain（）{

inti;

GraphG;

CreateUDN（G）;

visited=（bool*）malloc（G.vexnum*sizeof（bool））;

printf（"\n广度优先遍历:

"）;

for（i=0;i

visited[i]=false;

DFS（G,-1）;

printf（"\n深度优先遍历:

"）;

for（i=0;i

visited[i]=false;

BFS（G）;

printf（"\n程序结束.\n"）;

}

4、运行结果

通过输入图的顶点数、弧数可以得到图的深度优先遍历序列和广度优先遍历序列，如下图所示。

四、题目二设计过程

1、题目分析

顺序查找是从线性表的一端开始，顺序扫描线性表，依次将扫描到的关键字于给定值x相比较，若相等则查找成功；若扫描结束后，仍未找到与关键字x相等的结点，则查找失败。

对于二叉排序树，从根结点出发，当访问树中某个结点时，如果访问的关键字值等于给定的关键字值就访问成功。

反之，如果关键字值大或小于已给定的关键字值则考虑查找左或右子树。

2、算法描述

voidSequenceSearch（）\\顺序查找

BSTreeCreateBST（void）\\建立二叉树

voidInsBST（BSTree*T,KeyTypeKey）\\在二叉树中插入数据

voidBSTSearch（）\\查询二叉树数据

3、源代码

#include

#include

#include

#defineLENGTH20

#defineN10

voidSequenceSearch（）

{inta[N],i,x,y;

printf（"\n\t\t建立一个整数的顺序表（回车间隔,-1结束）:

\n"）;

for（i=0;i

{

printf（"\t\t"）;

scanf（"%d",&a[i]）;

if（a[i]==-1）

{y=i;break;}

}

printf（"开始使用顺序查询:

\n请输入你想要查找的数据:

\n"）;

scanf（"%d",&x）;

getchar（）;

i=y-1;

while（i>=0&&a[i]!

=x）

i--;

if（i==-1）

printf（"未能查找到数据%d.\n"）;

else

printf（"经过%d次查找，查找到数据%d.\n",i+1,x）;

return;

}

typedefintKeyType;

typedefstructnode

{

KeyTypeKey;

structnode*lchild,*rchild;

}BSTNode;

typedefBSTNode*BSTree;

BSTreeCreateBST（void）;

voidSearchBST（BSTreeT,KeyTypeKey）;

voidInsBST（BSTree*Tptr,KeyTypeKey）;

voidBSTSearch（）

{

BSTreeT;

charch1,ch2;

KeyTypeKey;

printf（"建立一棵二叉树:

\n"）;

T=CreateBST（）;

ch1='y';

getchar（）;

while（ch1=='y'||ch2=='Y'）

{

printf（"\n"）;

printf（"\n\t\t*****************************************"）;

printf（"\n\t\t*1------------更新二叉排序树--------*"）;

printf（"\n\t\t*2------------查找结点--------------*"）;

printf（"\n\t\t*3------------插入结点--------------*"）;

printf（"\n\t\t*0------------返回------------------*"）;

printf（"\n\t\t*****************************************\n\t\t"）;

scanf（"%c",&ch2）;

getchar（）;

switch（ch2）

{

case'1':

T=CreateBST（）;break;

case'2':

printf（"\n\t\t请输入要查找的数据:

"）;

scanf（"%d",&Key）;

getchar（）;

SearchBST（T,Key）;break;

case'3':

printf（"\n\t\t请输入要插入的数据:

"）;

scanf（"%d",&Key）;

getchar（）;

InsBST（&T,Key）;break;

case'0':

ch2='n';return;

default:

printf（"输入错误,请重新输入!

\n"）;

}

}

}

BSTreeCreateBST（void）

{

BSTreeT;

KeyTypeKey;

T=NULL;

printf（"\n\t\t请输入一个关键字（输入0时结束）:

"）;

scanf（"%d",&Key）;

while（Key）

{

InsBST（&T,Key）;

printf（"\n\t\t请输入一个关键字（输入0时结束）:

"）;

scanf（"%d",&Key）;

}

returnT;

}

voidSearchBST（BSTreeT,KeyTypeKey）

{

BSTNode*p=T;

while（p）

{if（p->Key==Key）

{printf（"\n\t\t已经找到你输入的数据."）;

return;

}

p=（KeyKey）?

p->lchild:

p->rchild;

}

printf（"\n\t\t没有找到你输入的数据."）;

}

voidInsBST（BSTree*T,KeyTypeKey）

{

BSTNode*f,*p;

p=（*T）;

while（p）

{

if（p->Key==Key）

{

printf（"\n\t\t树中已有%d,不需插入.\n",Key）;

return;

}

f=p;

p=（KeyKey）?

p->lchild:

p->rchild;

}

p=newBSTNode;

p->Key=Key;

p->lchild=p->rchild=NULL;

if（（*T）==NULL）

（*T）=p;

else

if（KeyKey）

f->lchild=p;

else

f->rchild=p;

}

main（）

{

intchoise;

charch='y';

while（ch=='y'||ch=='Y'）

{

printf（"\n\t\t*****************************************"）;

printf（"\n\t\t*1------------顺序查找------------------*"）;

printf（"\n\t\t*2------------二叉排序树----------------*"）;

printf（"\n\t\t*0------------返回----------------------*"）;

printf（"\n\t\t*****************************************\n\t\t"）;

scanf（"%d",&choise）;

switch（choise）

{

case1:

SequenceSearch（）;break;

case2:

BSTSearch（）;break;

case0:

ch='n';break;

default:

printf（"输入错误,请重新输入!

\n"）;

}

}

}

4、运行结果

五、设计总结

开始的时候总是很头疼，为了这次的课程设计，我泡了很多天的图书馆和机房，查阅了大量的资料书籍，并对数据结构课本知识点进行了系统的复习，巩固了基础，但是还是遇到了一些困难。

直到最后快要答辩的时候彻底的吧程序搞懂了，往往都是这样当工作快接近尾声的时候才有一种焕然一新的感觉！

六、参考文献

1.杨路明.C语言程序设计教程.北京邮电大学出版社