数据结构实验指导电子信息类.docx

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数据结构实验指导电子信息类

数据结构实验指导（C语言）

电子信息类

目录

预备实验C语言基础知识第1页（2课时）

实验一复数的基本运算第7页（2课时）

实验二顺序表及其基本运算第10页（2课时）

实验三单链表及其基本运算第15页（2课时）

实验四顺序栈及其基本运算第22页（2课时）

实验五队列及其基本运算第30页（2课时）

实验六二叉树建立、存储及其遍历第36页（4课时）

实验七排序——直接插入排序第48页（2课时）

实验八排序——希尔排序第52页（2课时）

预备实验1

C语言的函数、数组、指针和结构体知识

一、实验目的

1、复习C语言中函数、数组、指针、结构体等的概念。

2、熟悉利用C语言进行程序设计的一般方法。

二、实验内容

1、调试程序：

输出100以内所有的素数（用函数实现）。

#include

intisprime（intn）{/*判断一个数是否为素数*/

intm;

for（m=2;m*m<=n;m++）

if（n%m==0）return0;

return1;

}

intmain（）{/*输出100以内所有素数*/

intii,j=0;

printf（"---开始计算自然数100以内的所有素数----\n"）;

for（i=2;i<100;i++）

if（isprime（i）==1）

{

j=j+1;printf（"%6d",i）;

if（（j%5）==0）printf（"\n"）;

}

return0;

}

运行结果：

2、调试程序：

对一维数组中的元素进行逆序排列。

#include

#defineN10

intmain（）{

inta[N]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},i,temp;

printf（"\ntheoriginalArrayis:

\n"）;

for（i=0;i

printf（"%4d",a[i]）;

for（i=0;i

temp=a[i];

a[i]=a[N-i-1];

a[N-i-1]=temp;

}

printf（"\nthechangedArrayis:

\n"）;

for（i=0;i

printf（"%4d",a[i]）;

return0;

}

运行结果：

3、调试程序：

利用指针输出二维数组的元素。

#include

intmain（）{

inta[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};

int*p;

for（p=a[0];p

if（（p-a[0]）%4==0）printf（"\n"）;

printf（"%4d",*p）;

}

return0;

}

运行结果：

4.

C语言中有一种特殊的数据类型，称作结构体（struct），该类型实际上是多种数据类型的集合体，它可以包含多个不同的成员，分属于不同的数据类型。

例如我们可以定义学生的结构体student：

structstudent{

longid；//学号

charname[20];//姓名

charsex[2];//性别

intage；//年龄

intdeptno；//所属系

}

下面的例子将有助于我们对指针和结构体的理解：

例：

打印结构体数组中的内容：

#include

structstudent{

longid；//学号

charname[20];//姓名

charsex[2];//性别

intage；//年龄

intdeptno；//所属系

}

main（）

{

inti;

structstudent*ps;

structstudents[3]={

{98001,"张三","男",18,6}，

{98002,"李四","男",19,10},

{98003,"孙丽","男",17,23}

};//数组赋初值

ps=s;

for（i=0;i<3;i++）//采用数组访问形式

printf（"%ld\t%s\t%d\t%d\n",s[i],id,s[i].name,s[i].sex,s[i].age,s[i].depno）;

for（i=0;i<3;i++）//采用指针访问

printf（"%ld\t%s\t%d\t%d\n",（ps+i）->id,（ps+i）->name,（ps+i）->sex,（ps+i）->age,（ps+i）->depno）;

}

实验一复数的基本运算

一、实验目的

1.熟悉C语言的上机环境，进一步掌握C语言的结构特点。

2.理解抽象数据类型的概念及其表示方法。

3.通过复数基本运算的实现，为后续学习打下基础。

二、实验内容

1.输入实部和虚部，生成一个复数。

2.实现两个复数的加法、减法和乘法，并输出相应结果。

三、实验步骤

1.定义一个表示复数的抽象数据类型。

2.根据输入的实数二元组，生产复数，并进行复数的运算。

3.编写程序，调试运行。

四、实现提示

1.抽象数据类型的定义

ADTComplex{

数据对象：

D={a,b|a,b∈FloatSet}

数据关系：

R={|a,b∈D}

基本操作：

InitComplex（&C,vr,vi）;

操作结果：

构造一个复数,元素a,b分别被赋以参数vr,vi的值。

OutComplex（C）;

操作结果:

输出一个复数。

AddComplex（&C,C1,C2）;

操作结果：

求两个复数C1,C2之和,结果存入C。

SubComplex（&C,C1,C2）;

操作结果：

求两个复数C1，C2之差，结果存入C。

MulComplex（&C,C1,C2）;

操作结果：

求两个复数C1，C2的积，结果存入C。

}ADTComplex

2.复数结构体的定义

typedefstructComplex

{

floatreal;

floatimage;

}Complex;

3.复数的存储结构

#include

#include

typedefstructComplex

{

floatreal;

floatimage;

}Complex;

4.基本操作的声明：

StatusInitComplex（&C,vr,vi）;

操作结果：

构造一个复数,元素a,b分别被赋以参数vr,vi的值。

voidOutComplex（C）;

操作结果:

输出一个复数。

ComplexAddComplex（&C,C1,C2）;

操作结果：

求两个复数C1,C2之和,结果存入C。

ComplexSubComplex（&C,C1,C2）;

操作结果：

求两个复数C1，C2之差，结果存入C。

ComplexMulComplex（&C,C1,C2）;

操作结果：

求两个复数C1，C2的积，结果存入C。

5.复数的基本操作：

//构造一个复数,元素a,b分别被赋以参数vr,vi的值

StatusInitComplex（Complex&C,floatvr,floatvi）

{

C.real=vr;

C.image=vi;

returnOK;

}

//输出一个复数

voidOutComplex（ComplexC）

{

printf（C.real“+”C.image“i”）;

}

//求两个复数C1,C2之和,结果存入C

ComplexAddComplex（Complex&C,ComplexC1,ComplexC2）;

{

C.real=C1.real+C2.real;

C.image=C1.image+C2.image;

returnC;

}

//求两个复数C1，C2之差，结果存入C

ComplexSubComplex（Complex&C,ComplexC1,ComplexC2）

{

C.real=C1.real-C2.real;

C.image=C1.image-C2.image;

returnC;

}

//求两个复数C1，C2的积，结果存入C

ComplexMulComplex（Complex&C,ComplexC1,ComplexC2）

{

C.real=C1.real*C2.real+C1.image*C2.image;

C.image=C1.real*C2.image+C1.image*C2.real;

returnC;

}

实验二顺序表及其基本运算

二、实验目的

4.熟悉C语言的上机环境，进一步掌握C语言的结构特点。

5.了解顺序表的逻辑结构特点及有关概念。

3.掌握线性表的顺序存储结构的定义及C语言实现。

4.掌握线性表在顺序存储结构即顺序表中的各种基本操作。

二、实验内容

1.顺序线性表的建立、插入及删除。

三、实验步骤

1.建立含n个数据元素的顺序表并输出该表中各元素的值及顺序表的长度。

2.利用前面的实验先建立一个顺序表L={21，23，14，5，56，17，31}，然后在第i个位置插入元素68。

四、实现提示

1.由于C语言的数组类型也有随机存取的特点，一维数组的机内表示就是顺序结构。

因此，可用C语言的一维数组实现线性表的顺序存储。

在此，我们利用C语言的结构体类型定义顺序表：

#defineMAXSIZE 1024

typedef int elemtype;   /* 线性表中存放整型元素 */

typedefstruct

{elemtypevec[MAXSIZE];

 intlen;            /* 顺序表的长度 */

 }sequenlist;

将此结构定义放在一个头文件sqlist.h里，可避免在后面的参考程序中代码重复书写，另外在该头文件里给出顺序表的建立及常量的定义。

2.注意如何取到第i个元素，在插入过程中注意溢出情况以及数组的下标与位序（顺序表中元素的次序）的区别。

五、思考与提高

1.如果按由表尾至表头的次序输入数据元素，应如何建立顺序表。

六、参考程序

1.顺序线性表的建立、插入及删除。

#include

#include

#defineMAX30//定义线性表的最大长度

enumBOOL{False,True};//定义BOOL型

typedefstruct{

charelem[MAX];//线性表

intlast;//last指示当前线性表的长度

}sqlist;

voidinitial（sqlist&）;//初始化线性表

BOOLinsert（sqlist&,int,char）;//在线性表中插入元素

BOOLdel（sqlist&,int,char&）;//在线性表中删除元素

intlocate（sqlist,char）;//在线性表中定位元素

voidprint（sqlist）;//显示线性表中所有元素

voidmain（）

{sqlistS;//S为一线性表

intloc,flag=1;

charj,ch;

BOOLtemp;

printf（"本程序用来实现顺序结构的线性表。

\n"）;

printf（"可以实现查找、插入、删除等操作。

\n"）;

initial（S）;//初始化线性表

while（flag）

{printf（"请选择:

\n"）;

printf（"1.显示所有元素\n"）;

printf（"2.插入一个元素\n"）;

printf（"3.删除一个元素\n"）;

printf（"4.查找一个元素\n"）;

printf（"5.退出程序\n"）;

scanf（"%c",&j）;

switch（j）

{case'1':

print（S）;break;//显示所有元素

case'2':

{printf（"请输入要插入的元素（一个字符）和插入位置:

\n"）;

printf（"格式：

字符，位置；例如:

a,2\n"）;

scanf（"%c,%d",&ch,&loc）;//输入要插入的元素和插入的位置

temp=insert（S,loc,ch）;//插入

if（temp==False）printf（"插入失败!

\n"）;//插入失败

else{printf（"插入成功!

\n"）;print（S）;}//插入成功

break;

}

case'3':

{printf（"请输入要删除元素的位置:

"）;

scanf（"%d",&loc）;//输入要删除的元素的位置

temp=del（S,loc,ch）;//删除

if（temp==True）printf（"删除了一个元素:

%c\n",ch）;//删除成功

elseprintf（"该元素不存在!

\n"）;//删除失败

print（S）;

break;

}

case'4':

{printf（"请输入要查找的元素:

"）;

scanf（"%c",&ch）;//输入要查找的元素

loc=locate（S,ch）;//定位

if（loc!

=-1）printf（"该元素所在位置:

%d\n",loc+1）;//显示该元素位置

elseprintf（"%c不存在!

\n",ch）;//当前元素不存在

break;

}

default:

flag=0;printf（"程序结束，按任意键退出!

\n"）;

}

}

getch（）;

}

voidinitial（sqlist&v）

{//初始化线性表

inti;

printf（"请输入初始线性表长度：

n="）;//输入线性表初始化时的长度

scanf（"%d",&v.last）;

printf（"请输入从1到%d的各元素（字符），例如:

abcdefg\n",v.last）;

getchar（）;

for（i=0;i

}

BOOLinsert（sqlist&v,intloc,charch）

{//插入一个元素，成功返回True，失败返回False

inti;

if（（loc<1）||（loc>v.last+1））

{printf（"插入位置不合理!

\n"）;//位置不合理

returnFalse;

}

elseif（v.last>=MAX）//线性表已满

{printf（"线性表已满!

\n"）;

returnFalse;

}

else{for（i=v.last-1;i>=loc-1;i--）v.elem[i+1]=v.elem[i];//其后元素依次后移

v.elem[loc-1]=ch;//插入元素

v.last++;//线性表长度加一

returnTrue;

}

}

BOOLdel（sqlist&v,intloc,char&ch）

{//删除一个元素，成功返回True，并用ch返回该元素值，失败返回False

intj;

if（loc<1||loc>v.last）//删除位置不合理

returnFalse;

else{ch=v.elem[loc-1];//ch取得该元素值

for（j=loc-1;j

v.last--;//线性表长度减一

returnTrue;

}

}

intlocate（sqlistv,charch）

{//在线性表中查找ch的位置，成功返回其位置，失败返回-1

inti=0;

while（i

=ch）i++;//当前位置后移，直到找到为止

if（v.elem[i]==ch）//找到当前元素

returni;

elsereturn（-1）;

}

voidprint（sqlistv）//显示当前线性表所有元素

{inti;

for（i=0;i

printf（"\n"）;

}

实验二单链表及其基本运算

一、实验目的

1.熟悉C语言的上机环境，进一步掌握C语言的结构特点。

2.掌握线性表的链式存储结构——单链表的定义及C语言实现。

3.掌握线性表在链式存储结构——单链表中的各种基本操作。

二、实验内容

1.链式线性表的建立、插入及删除。

三、实验步骤

1.建立一个带头结点的单链表，结点的值域为整型数据。

2.要求将用户输入的数据按尾插入法来建立相应单链表。

四、实现提示

1.单链表的结点结构除数据域外，还含有一个指针域。

用C语言描述结点结构如下：

   typedefintelemtype;

typedefstructnode

   {elemtypedata;  //数据域

     structnode*next;//指针域

    }linklist;

   注意结点的建立方法及构造新结点时指针的变化。

构造一个结点需用到C语言的标准函数malloc（），如给指针变量p分配一个结点的地址：

p=（linklist*）malloc（sizeof（linklist））;该语句的功能是申请分配一个类型为linklist的结点的地址空间，并将首地址存入指针变量p中。

当结点不需要时可以用标准函数free（p）释放结点存储空间，这时p为空值（NULL）。

六、参考程序

1.链表的建立、插入及删除。

#include

#include

#include

#defineLENsizeof（LNode）//定义LEN为一个节点的长度

enumBOOL{False,True};//定义BOOL型

typedefstructnode

{chardata;//数据域

structnode*next;//指向下一个节点的指针

}LNode,*LinkList;

voidCreatList（LinkList&,int）;//生成一个单链表

BOOLListInsert（LinkList&,int,char）;//在单链表中插入一个元素

BOOLListDelete（LinkList&,int,char&）;//在单链表中删除一个元素

BOOLListFind_keyword（LinkList,char,int&）;//按关键字查找一个元素

BOOLListFind_order（LinkList,char&,int）;//按序号查找一个元素

voidListPrint（LinkList）;//显示单链表所有元素

voidmain（）

{LinkListL;

BOOLtemp;

intnum,loc,flag=1;

charj,ch;

printf（"本程序实现链式结构的线性表的操作。

\n"）;

printf（"可以进行插入，删除，定位，查找等操作。

\n"）;

printf（"请输入初始时链表长度:

"）;//输入生成单链表时的元素个数

scanf（"%d",&num）;

CreatList（L,num）;//生成单链表

ListPrint（L）;

while（flag）

{printf（"请选择:

\n"）;

printf（"1.显示所有元素\n"）;//显示链表元素

printf（"2.插入一个元素\n"）;//插入链表元素

printf（"3.删除一个元素\n"）;//删除链表元素

printf（"4.按关键字查找元素\n"）;//按关键字查找

printf（"5.按序号查找元素\n"）;//按序号查找

printf（"6.退出程序\n"）;//退出

scanf（"%c",&j）;

switch（j）

{case'1':

ListPrint（L）;break;

case'2':

{printf（"请输入元素（一个字符）和要插入的位置:

\n"）;

printf（"格式:

字符，位置；例如:

a,3\n"）;

scanf（"%c,%d",&ch,&loc）;//输入要插入的元素和要插入的位置

temp=ListInsert（L,loc,ch）;//插入

if（temp==False）printf（"插入失败!

\n"）;//插入失败

elseprintf（"插入成功!

\n"）;//成功插入

ListPrint（L）;

break;

}

case'3':

printf（"请输入要删除的元素所在位置:

"）;

scanf（"%d",&loc）;//输入要删除的节点的位置

temp=ListDelete（L,loc,ch）;//删除

if（temp==False）printf（"删除失败!

\n"）;//删除失败

elseprintf（"成功删除了一个元素:

%c\n",ch）;//删除成功，显示该元素

ListPrint（L）;

break;

case'4':

if（L->next==NULL）//链表为空

printf（"链表为空!

\n"）;

else{printf（"请输入要查找的元素（一个字符）:

"）;

scanf（"%c",&ch）;//输入要查找的元素

temp=ListFind_keyword（L,ch,loc）;//按关键字查找

if（temp==False）printf（"没有找到该元素!

\n"）;//查找失败

elseprintf（"该元素在链表的第%d个位置。

\n",loc）;

//成功查找，显示该元素位置

}

break;

case'5':

if（L->next==NULL）//链表为空

printf（"链表为空!

\n"）;

else{printf（"请输入要查找的位置:

"）;

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