软件工程数据结构实验指导书.docx

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软件工程数据结构实验指导书

给大家的实验文档中分为一下几部分

1.实验准备：

其中是c＋＋的一些内容，希望大家能借此好好复习c＋＋。

因为大家现在使用的教材是c＋＋版本的，所以，对于c＋＋的一些基本语法，程序的编写都需要有些了解

2.c语言实验教案中是一些c语言的基础知识，包括VC环境的使用和程序的调试，希望对c语言已经忘记的同学好好看看复习一下。

（程序的编写调试是长年累月的过程，需要不断的积累，写得多了，程序调试的多了，自然就熟练了）

3.对应的flash课件：

其中是一些实验的flash课件演示，给大家做一下参考

4.实验指导书和实验教案大家在做每个实验前都需要看看。

阅读的时候，可以使用【视图】|【文档结构图】，可以比较自由跳到相应位置

5.总体实验难度比较大，时间紧，单靠实验课上的几个学时，作为初学者是无法完成的，需要大家在课前课后尽自己最大的努力。

实验一栈和队列（2学时）

实验二多项式加减法（2学时）

实验三迷宫（4学时）

实验四二叉树（4学时）

实验五图（2学时）

实验六归并排序（2学时）

ProgrammingProjectone：

ApplicationofStack&Queue

一、实验目的

通过几段代码的编写，熟悉栈和队列

二、实验内容

1、Reversingalist（必做，分3个小题目task1,task2,task3）

2、Smallairportsimulation（选作）

具体如下：

Task1:

Compileandrunthefollowingsampleapplicationofstackfromthetext.Youmayneedtomakechangestothecodeifnecessary.Writedownyourinputandoutput.

//Section2.1:

ReversingaList

#include

intmain（）

/*Pre:

Theusersuppliesanintegernandndecimalnumbers.

Post:

Thenumbersareprintedinreverseorder.

Uses:

TheSTLclassstackanditsmethods*/

{

intn;

doubleitem;

stacknumbers;//declaresandinitializesastackofnumbers

cout<<"Typeinanintegernfollowedbyndecimalnumbers."

<

<<"Thenumberswillbeprintedinreverseorder."

<

cin>>n;

for（inti=0;i

cin>>item;

numbers.push（item）;

}

cout<

while（!

numbers.empty（））{

cout<

numbers.pop（）;

}

cout<

}

Task2:

Assembletheappropriatedeclarationsfromthetextintothefilesstack.handstack.cpp.Makeanynecessarychangesasre-compilingtheaboveapplicationReversingaListbyreplacingtheuseofSTLclassstackwiththeuseofuserdefinedclassStack.

//Section2.2:

constintmaxstack=10;//smallvaluefortesting

classStack{

public:

Stack（）;

boolempty（）const;

Error_codepop（）;

Error_codetop（Stack_entry&item）const;

Error_codepush（constStack_entry&item）;

private:

intcount;

Stack_entryentry[maxstack];

};

Error_codeStack:

:

push（constStack_entry&item）

/*

Pre:

None.

Post:

IftheStackisnotfull,itemisaddedtothetop

oftheStack.IftheStackisfull,

anError_codeofoverflowisreturnedandtheStackisleftunchanged.

*/

{

Error_codeoutcome=success;

if（count>=maxstack）

outcome=overflow;

else

entry[count++]=item;

returnoutcome;

}

Error_codeStack:

:

pop（）

/*

Pre:

None.

Post:

IftheStackisnotempty,thetopof

theStackisremoved.IftheStack

isempty,anError_codeofunderflowisreturned.

*/

{

Error_codeoutcome=success;

if（count==0）

outcome=underflow;

else--count;

returnoutcome;

}

Error_codeStack:

:

top（Stack_entry&item）const

/*

Pre:

None.

Post:

IftheStackisnotempty,thetopof

theStackisreturnedinitem.IftheStack

isemptyanError_codeofunderflowisreturned.

*/

{

Error_codeoutcome=success;

if（count==0）

outcome=underflow;

else

item=entry[count-1];

returnoutcome;

}

boolStack:

:

empty（）const

/*

Pre:

None.

Post:

IftheStackisempty,trueisreturned.

Otherwisefalseisreturned.

*/

{

booloutcome=true;

if（count>0）outcome=false;

returnoutcome;

}

Stack:

:

Stack（）

/*

Pre:

None.

Post:

Thestackisinitializedtobeempty.

*/

{

count=0;

}

Task3:

Assumethefollowingdefinitionfileforanextendedstackdatastructure.

classExtended_stack{

public:

Extended_stack（）;

Error_codepop（）;

Error_codepush（Stack_entryitem）;

Error_codetop（Stack_entry&item）const;

boolempty（）const;

voidclear（）;//Resetthestacktobeempty.

boolfull（）const;//Ifthestackisfull,returntrue;elsereturnfalse.

intsize（）const;//Returnthenumberofentriesinthestack.

private:

intcount;

Stack_entryentry[maxstack];

};

Implementthefollowingmethods:

（a）clear（b）full（c）size

UsemethodsizeoftheclassExtended_stackinyourapplicationReversingaListtodisplaythenumberofdecimalnumbersyouimputed.

Task4:

Combineallthefunctionsandmethodsfortheairportsimulationintoacompleteprogram.Experimentwithseveralsamplerumsoftheairportsimulation,adjustingthevaluesfortheexpectednumbersofplanesreadytolandandtakeoff.Findapproximatevaluesfortheseexpectednumbersthatareaslargeaspossiblesubjecttotheconditionthatitisveryunlikelythataplanemustberefusedservice.Whathappenstothesevaluesifthemaximumsizeofthequeuesisincreasedordecreased?

/*ProgramextractsfromChapter3of

"DataStructuresandProgramDesigninC++"

byRobertL.KruseandAlexanderJ.Ryba

Copyright（C）1999byPrentice-Hall,Inc.Allrightsreserved.

Extractsfromthisfilemaybeusedintheconstructionofotherprograms,

butthiscodewillnotcompileorexecuteasgivenhere.*/

//Section3.3:

constintmaxqueue=10;//smallvaluefortesting

classQueue{

public:

Queue（）;

boolempty（）const;

Error_codeserve（）;

Error_codeappend（constQueue_entry&item）;

Error_coderetrieve（Queue_entry&item）const;

protected:

intcount;

intfront,rear;

Queue_entryentry[maxqueue];

};

Queue:

:

Queue（）

/*

Post:

TheQueueisinitializedtobeempty.

*/

{

count=0;

rear=maxqueue-1;

front=0;

}

boolQueue:

:

empty（）const

/*

Post:

ReturntrueiftheQueueisempty,otherwisereturnfalse.

*/

{

returncount==0;

}

Error_codeQueue:

:

append（constQueue_entry&item）

/*

Post:

itemisaddedtotherearoftheQueue.IftheQueueisfull

returnanError_codeofoverflowandleavetheQueueunchanged.

*/

{

if（count>=maxqueue）returnoverflow;

count++;

rear=（（rear+1）==maxqueue）?

0:

（rear+1）;

entry[rear]=item;

returnsuccess;

}

Error_codeQueue:

:

serve（）

/*

Post:

ThefrontoftheQueueisremoved.IftheQueue

isemptyreturnanError_codeofunderflow.

*/

{

if（count<=0）returnunderflow;

count--;

front=（（front+1）==maxqueue）?

0:

（front+1）;

returnsuccess;

}

Error_codeQueue:

:

retrieve（Queue_entry&item）const

/*

Post:

ThefrontoftheQueueretrievedtotheoutput

parameteritem.IftheQueueisemptyreturnanError_codeofunderflow.

*/

{

if（count<=0）returnunderflow;

item=entry[front];

returnsuccess;

}

intExtended_queue:

:

size（）const

/*

Post:

ReturnthenumberofentriesintheExtended_queue.

*/

{

returncount;

}

//Section3.5:

intmain（）//Airportsimulationprogram

/*

Pre:

Theusermustsupplythenumberoftimeintervalsthesimulationisto

run,theexpectednumberofplanesarriving,theexpectednumber

ofplanesdepartingpertimeinterval,andthe

maximumallowedsizeforrunwayqueues.

Post:

Theprogramperformsarandomsimulationoftheairport,showing

thestatusoftherunwayateachtimeinterval,andprintsouta

summaryofairportoperationattheconclusion.

Uses:

ClassesRunway,Plane,Randomandfunctionsrun_idle,initialize.

*/

{

intend_time;//timetorunsimulation

intqueue_limit;//sizeofRunwayqueues

intflight_number=0;

doublearrival_rate,departure_rate;

initialize（end_time,queue_limit,arrival_rate,departure_rate）;

Randomvariable;

Runwaysmall_airport（queue_limit）;

for（intcurrent_time=0;current_time

intnumber_arrivals=variable.poisson（arrival_rate）;//currentarrivalrequests

for（inti=0;i

Planecurrent_plane（flight_number++,current_time,arriving）;

if（small_airport.can_land（current_plane）!

=success）

current_plane.refuse（）;

}

intnumber_departures=variable.poisson（departure_rate）;//currentdeparturerequests

for（intj=0;j

Planecurrent_plane（flight_number++,current_time,departing）;

if（small_airport.can_depart（current_plane）!

=success）

current_plane.refuse（）;

}

Planemoving_plane;

switch（small_airport.activity（current_time,moving_plane））{

//LetatmostonePlaneontotheRunwayatcurrent_time.

caseland:

moving_plane.land（current_time）;

break;

casetakeoff:

moving_plane.fly（current_time）;

break;

caseidle:

run_idle（current_time）;

}

}

small_airport.shut_down（end_time）;

}

enumRunway_activity{idle,land,takeoff};

classRunway{

public:

Runway（intlimit）;

Error_codecan_land（constPlane¤t）;

Error_codecan_depart（constPlane¤t）;

Runway_activityactivity（inttime,Plane&moving）;

voidshut_down（inttime）const;

private:

Extended_queuelanding;

Extended_queuetakeoff;

intqueue_limit;

intnum_land_requests;//numberofplanesaskingtoland

intnum_takeoff_requests;//numberofplanesaskingtotakeoff

intnum_landings;//numberofplanesthathavelanded

intnum_takeoffs;//numberofplanesthathavetakenoff

intnum_land_accepted;//numberofplanesqueuedtoland

intnum_takeoff_accepted;//numberofplanesqueuedtotakeoff

intnum_land_refused;//numberoflandingplanesrefused

intnum_takeoff_refused;//numberofdepartingplanesrefused

intland_wait;//totaltimeofplaneswaitingtoland

inttakeoff_wait;//totaltimeofplaneswaitingtotakeoff

intidle_time;//totaltimerunwayisidle

};

enumPlane_status{null,arriving,departing};

classPlane{

public:

Plane（）;

Plane（intflt,inttime,Plane_statusstatus）;

voidrefuse（）const;

voidland（inttime）const;

voidfly（inttime）const;

intstarted（）const;

private:

intflt_num;

intclock_start;

Plane_statusstate;

};

voidinitialize（int&end_time,int&queue_limit,

double&arrival_rate,double&departure_rate）

/*

Pre:

Theuserspecifiesthenumberoftimeunitsinthesimulation,

themaximalqueuesizespermitted,

andtheexpectedarrivalanddepartureratesfortheairport.

Post:

Theprogramprintsinstructionsandinitializestheparameters