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2012级算法与数据结构实验指导书18.pdf
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《算法与数据结构》实验指导书
实验课程类别:课程内实验
实验课程性质:必修
适用专业、年级:2012 级计算机大类
开课院、系:计算机科学与工程学院
学时:18
编写依据:《算法与数据结构》实验教学大纲
修订时间:2014 年 2 月
《算法与数据结构》课程实验指导书(以下简称:指导书)是针对计算机学院所开设
的对应课程的上机实验而编写的教学文件,供学生上机实验时使用。
上机的工作环境要求:Windows 2000 或以上操作系统、VC++ 6.0 或者其它高级程序设
计语言。
学生应按指导教师的要求独立完成实验,并按要求撰写实验报告。
每一个实验,编程上机调试并且提交电子文档实验报告,以学号姓名作为文件名上传。
报告内容至少包含如下内容:
1、 学生基本情况:专业班级、学号、姓名
2、 实验题目、实验内容
3、 设计分析
4、 源程序代码
5、 测试用例(尽量覆盖所有分支)
6、 实验总结
一.实验内容与学时分配
序
次
一
二
三
实验
题目
线性结构综合应用
非线性结构综合应
用
查找技术综合应用
实验
类型
基础性
设计性
设计性
基本技能训练
(1)掌握线性结构的常用操作;
(2)能够应用线性结构解决比较简单的问题。
学
时
10
(1)掌握树形、图形结构的插入、删除、查找等算法;
4
(2)能够应用二叉树解决比较简单的问题。
(1)熟练掌握查找的常用算法;
(2)设计和应用查找算法解决简单的实际问题。
(1)熟练掌握常用的排序方法,并掌握用高级语言实
现排序算法的方法;
(2)深刻理解排序的定义和各种排序方法的特点,并
能加以灵活应用;
(3)了解各种方法的排序过程及其依据的原则,并掌
握各种排序方法的时间复杂度的分析方法。
2
四
排序技术综合应用 基础性 2
二.实验说明
实验一、线性结构综合应用
(一) 顺序表的应用
1、实验目的:
(1)掌握用 VC++上机调试线性表的基本方法;
(2)掌握顺序表的存储结构以及基本运算的实现。
2、实验内容
约瑟夫环问题:设编号为 1,2,3,……,n 的 n(n>0)个人按顺时针方向
围坐一圈,m 为任意一个正整数。从第一个人开始顺时针方向自 1 起顺序报数,
报到 m 时停止并且报 m 的人出列,再从他的下一个人开始重新从 1 报数,报
到 m 时停止并且报 m 的人出列。如此下去,直到所有人全部出列为止。要求
设计一个程序模拟此过程,对任意给定的 m 和 n,求出出列编号序列。
3、实验要求:用顺序表实现。
(二) 链表的应用
1、实验目的:
(1)熟练掌握链表结构及有关算法的设计;
(3)掌握用链表表示特定形式的数据的方法,并能编写出有关运算的算法。
2、实验内容:一元多项式求和。
把任意给定的两个一元多项式 P(x) ,Q(x) 输入计算机,计算它们的和
并输出计算结果。
3、实验说明:
一元多项式可以用单链表表示,结点结构图示如下:
coef exp next
一元多项式链表的结点结构
一元多项式算法伪代码如下:
1. 工作指针 p、q 初始化;
2. while(p 存在且 q 存在)执行下列三种情形之一
2.1 如果 p->exp<q->exp,则指针 p 后移;
2.2 如果 p->exp>q->exp,则
2.2.1 将结点 q 插入到结点 p 之前;
2.2.2 指针 q 指向原指结点的下一个结点;
2.3 如果 p->exp=q->exp,则
2.3.1 p->coef =p->coef+q->coef;
2.3.2 如果 p->coef ==0,则执行下列操作,否则,指针 p 后移;
2.3.2.1 删除结点 p;
2.3.2.2 使指针 p 指向它原指结点的下一个结点;
2.3.3 删除结点 q;
2.3.4 使指针 q 指向它原指结点的下一个结点;
3. 如果 q 不为空,将结点 q 链接在第一个单链表的后面;
(三) 栈的应用
1、实验目的:
(1)掌握栈的特点及其存储方法;
(2)掌握栈的常见算法以及程序实现;
(3)了解递归的工作过程。
2、实验内容:表达式求值问题。
这里限定的表达式求值问题是: 用户输入一个包含“+”、“-”、“*”、“/”、正整
数和圆括号的合法数学表达式,计算该表达式的运算结果。
算术表达式求值过程是: STEP 1:先将算术表达式转换成后缀表达式。
STEP 2:然后对该后缀表达式求值。
3、实验说明:在设计相关算法中用到栈,这里采用顺序栈存储结构。
中缀表达式 exp 后缀表达式 postexp 伪代码如下:
初始化运算符栈op;
将'='进栈;
从exp读取字符ch;
while (ch!='\0')
{ if (ch不为运算符)
将后续的所有数字均依次存放到postexp中,并以字符'#'标志数值串结束;
else
switch(Precede(op栈顶运算符,ch))
{
case '<': //栈顶运算符优先级低
将ch进栈; 从exp读取下字符ch; break;
case '=': //只有栈顶运算符为'(',ch为')'的情况
退栈; 从exp读取下字符ch; break;
case '>': //栈顶运算符应先执行,所以出栈并存放到postexp中
退栈运算符并将其存放到postexp中; break;
}
}
若字符串exp扫描完毕,则将运算符栈op中'='之前的所有运算符依次出栈并存放到
postexp中。最后得到后缀表达式postexp;
对后缀表达式 postexp 求值伪代码如下:
while (从 postexp 读取字符 ch,ch!='\0')
{ 若 ch 为数字,将后续的所有数字构成一个整数存放到数值栈 st 中。
若 ch 为“+”,则从数值栈 st 中退栈两个运算数,相加后进栈 st 中。
若 ch 为“-”,则从数值栈 st 中退栈两个运算数,相减后进栈 st 中。
若 ch 为“*”,则从数值栈 st 中退栈两个运算数,相乘后进栈 st 中。
若 ch 为“/”,则从数值栈 st 中退栈两个运算数,相除后进栈 st 中(若除数为零,则提示相应的错误
信息)。}
若字符串 postexp 扫描完毕,则数值栈 op 中的栈顶元素就是表达式的值。
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