数据结构课程设计指导题目.docx

1、数据结构课程设计指导题目1、需求分析1程序的功能；2输入输出的要求；3测试数据。2、概要设计包括程序设计组成框图，程序中使用的存储结构设计说明（如果指定存储结构请写出该存储结构的定义）。3、详细设计包括模块功能说明（如函数功能、入口及出口参数说明，函数调用关系描述等），每个模块的算法设计说明（可以是描述算法的流程图）。源程序要按照写程序的规则来编写。要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释。4、调试分析测试数据，测试输出的结果，时间复杂度分析，和每个模块设计和调试时存在问题的思考（问题是哪些？问题如何解决？），算法的改进设想。5、核心源程序清单和执行结果源程序要按照写程

2、序的规则来编写。要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释。 1、一元多项式乘法1) 问题描述已知A(x)=a0+a1x+a2x2+anxn和B(x)=b0+b1x+b2x2+bmxm，并且在A(x)和B(x)中指数相差很多，求A(x)=A(x)*B(x)。2) 基本要求(1)设计存储结构表示一元多项式；(2)设计算法实现一元多项式乘法；(3)分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、 迷宫问题1)问题描述迷宫求解是实验心理学中的一个经典问题，心理学家把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口处赶进迷宫，迷宫中设置很多隔壁，对前进方向形成了多处障碍，心理学家在迷宫的唯一出口处放置了

3、一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找通路以到达出口。例如，图2所示为一个迷宫示意图，其中双边矩形表示迷宫，1代表有障碍，0代表无障碍。012345678901111111111110111011112110101111131010000011410111011115110011000161011001101711111111112) 基本要求(1) 设计数据结构存储迷宫；(2) 设计存储结构保存从入口到出口的通路；(3) 设计算法完成迷宫问题的求解；(4) 分析算法的时间复杂度。3) 设计思想可以采用回溯法实现该问题的求解。回溯法是一种不断试探及时纠正错误的搜索方法。从入口出发，按某一方向向前探索，

4、若能走通（未走过的），即某处可以到达，则到达新点，否则试探下一方向；若所有的方向均没有通路，则沿原路返回前一点，换下一个方向再继续试探，直到所有可能的通路都搜索到，或找到一条通路，或无路可走又返回到入口点。在求解过程中，为了保证在任何位置上都能沿原路退回，需要一个后进先出的栈来保存从入口到当前位置的路径。可以将迷宫定义成一个二维数组，则每个点有8个试探方向，如当前点的坐标是(x, y)，与其相邻的8个点的坐标都可根据与该点的相邻方位而得到，规定试探顺序为顺时针方向，将这8个方向的坐标增量放在一个结构数组move8中，在move数组中，每个元素由两个域组成：x表示横坐标增量，y表示纵坐标增量。这

5、样会很方便地求出从某点(x，y)按某一方向 v (0v7) 到达新点（i，j）的坐标：i=x+movev.x ； j=y+movev.y。算法用伪代码描述如下：1. 栈初始化；2. 将入口点坐标(x , y)及该点的方向d（设为-1）入栈；3. 当栈不空时循环执行下述操作：3.1 (x , y , d)容忍值，则在j处放置放大器; 2.2 否则D(i) = maxD(i)，D(j) +d(j) ;【思考题】本题假设分布网络是一棵二叉树结构，如果是树结构应如何设计算法？5、哈夫曼编码1) 问题描述设某编码系统共有n个字符，使用频率分别为w1, w2, , wn，设计一个不等长的编码方案，使得该编

6、码系统的空间效率最好。2) 基本要求(1) 设计数据结构；(2) 设计编码算法；(3) 分析时间复杂度和空间复杂度。3) 设计思想 利用Huffman编码树求得最佳的编码方案。根据哈夫曼算法，建立哈夫曼树时，可以将哈夫曼树定义为一个结构型的一维数组HuffTree，保存哈夫曼树中各结点的信息，每个结点包括：权值、左孩子、右孩子、双亲，如图6所示。由于哈夫曼树中共有2n-1个结点，并且进行n-1次合并操作，所以该数组的长度为2n-1。 构造哈夫曼树的伪代码如下：1. 数组huffTree初始化，所有元素结点的双亲、左右孩子都置为-1； 2. 数组huffTree的前n个元素的权值置给定权值wn；

7、 3. 进行n-1次合并 3.1 在二叉树集合中选取两个权值最小的根结点，其下标分别为i1, i2； 3.2 将二叉树i1、i2合并为一棵新的二叉树k； 在哈夫曼树中，设左分支为0，右分支为1，从根结点出发，遍历整棵哈夫曼树，求得各个叶子结点所表示字符的哈夫曼编码。【思考题】对于采用哈夫曼编码树进行的编码，如何设计解码算法？6、TSP问题1) 问题描述所谓TSP问题是指旅行家要旅行n个城市，要求各个城市经历且仅经历一次，并要求所走的路程最短。该问题又称为货郎担问题、邮递员问题、售货员问题，是图问题中最广为人知的问题。2) 基本要求(1) 上网查找TSP问题的应用实例；(2) 分析求TSP问题的

8、全局最优解的时间复杂度；(3) 设计一个求近似解的算法；(4) 分析算法的时间复杂度。3) 设计思想对于TSP问题，一种最容易想到的也肯定能得到最佳解的算法是穷举法，即考虑所有可能的旅行路线，从中选择最佳的一条。但是用穷举法求解TSP问题的时间复杂度为(n!)，当n大到一定程度后是不可解的。本实验只要求近似解，可以采用贪心法求解：任意选择某个城市作为出发点，然后前往最近的未访问的城市，直到所有的城市都被访问并且仅被访问一次，最后返回到出发点。为便于查找离某顶点最近的邻接点，可以采用邻接矩阵存储该图。算法用伪代码描述如下：1. 任意选择某个顶点v作为出发点； 2. 执行下述过程，直到所有顶点都被

9、访问： 2.1 v=最后一个被访问的顶点； 2.2 在顶点v的邻接点中查找距离顶点v最近的未被访问的邻接点j； 2.2 访问顶点j； 3. 从最后一个访问的顶点直接回到出发点v；【思考题】上网查找TSP问题的应用实例，写一篇综述报告。7、医院选址问题1)问题描述n个村庄之间的交通图可以用有向网图来表示，图中边上的权值表示从村庄i到村庄j的道路长度。现在要从这n个村庄中选择一个村庄新建一所医院，问这所医院应建在哪个村庄，才能使所有的村庄离医院都比较近？2) 基本要求(1) 建立模型，设计存储结构；(2) 设计算法完成问题求解；(3) 分析算法的时间复杂度。3) 设计思想医院选址问题实际是求有向图

10、中心点的问题。首先定义顶点的偏心度。设图G=（V，E），对任一顶点k，称E(k)=maxd(i, k)（iV）为顶点k的偏心度。显然，偏心度最小的顶点即为图G的中心点。如图7(a)所示是一个带权有向图，其各顶点的偏心度如图(b)所示。医院选址问题的算法用伪代码描述如下：1对加权有向图，调用Floyd算法，求每对顶点间最短路径长度的矩阵；2对最短路径长度矩阵的每列求大值，即得到各顶点的偏心度；3具有最小偏心度的顶点即为所求。【思考题】图的存储结构和算法的设计需要一定的灵活性和技巧。从医院选址问题的求解过程，你有什么感想？8、 排序二叉树的遍历（ 用递归或非递归的方法都可以） 1)问题描述输入树的

11、各个结点，建立排序二叉树，对建立的排序二叉树进行层次、先序、中序和后序遍历并统计该二叉树中叶子结点的数目。 2)基本要求 (1)用菜单实现 (2)能够输入树的各个结点，并能够输出用不同方法遍历的遍历序列和叶子结点的数目。9、集合运算1)问题描述使用链表来表示集合，完成集合的合并，求交集等操作。2) 基本要求（1）用链表表示两个集合（2）对两个集合分别从小到大排序（3）两个集合合并成另一个新集合，如数值相同，合并为一个数据项（4）求出两个集合的交集建立一个新的集合。附录2：课程设计说明书规范一、课程设计说明书规范课程设计说明书是课程设计主要成果之一，对于设计类，应包括图纸、程序、实物成果等。1、

12、说明书基本格式说明书可以手写或打印，书写要用黑或蓝黑墨水，书写工整；打印时正文采用5号宋体，A4纸，页边距均为20mm，行间距采用18磅。文中标题采用宋体加粗。2、说明书结构及要求（1）封面（见附录3）包括：题目、系别、班级、完成日期、成绩及指导教师（签字）、学生姓名等项。（2）课程设计任务书 （格式见附录4）（3）目录要求层次清晰，给出标题及页次。最后一项为参考资料。打印时各章题序及标题用小4号黑体, 其余用小4号宋体。（4）正文正文应按照目录所确定的顺序依次撰写，要求计算准确，论述清楚、简练、通顺，插图清晰整洁。文中图、标及公式应规范地绘制和书写。（5）参考资料参考资料按下述顺序和格式书写

13、： 1毛昶熙，周名德等闸坝工程水力学与设计管理.北京：水利电力出版社，1995：89 如参考网上资料，请写明网址。注：正文内容可参考以下内容：正文a)总体设计（程序设计组成框图、流程图）b)详细设计（模块功能说明（如函数功能、入口及出口参数说明，函数调用关系描述等）c)调试与测试：调试方法，测试结果的分析与讨论，测试过程中遇到的主要问题及采取的解决措施d)关键源程序清单和执行结果：清单中应有足够的注释问题描述和功能设计（附录3：封面要求：）学 号天津城市建设学院数据结构课程设计设计说明书题目起止日期： 2009年 10月 20 日 至 2009 年 12月14日学生姓名班级成绩指导教师(签字)

14、 电子与信息工程系年 月 日附表4天津城市建设学院课程设计任务书20092010学年第1学期 电子与信息工程 系 专业 班级课程设计名称： 数据结构课程设计 设计题目： 完成期限：自 2009 年 10 月 20 日至 2009 年 12 月 14 日共 周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：一、设计目的熟悉各种数据结构和运算，会使用数据结构的基本操作解决一些实际问题。二、设计要求 在本课程设计过程中要求学生：（1）重视课程设计环节，用严谨、科学和踏实的工作态度对待课程设计的每一项任务；（2）按照课程设计的题目要求，独立地完成各项任务，严禁抄袭；凡发现抄袭，抄袭者与被抄袭者皆以零分计入本课程设计成绩。凡发现实验报告或源程序雷同，涉及的全部人员皆以零分计入本课程设计成绩。（3）学生在接受设计任务后，首先要按设计任务书的要求编写设计进程表。（4）认真编写课程设计报告。三、设计内容（自填，只填自己的设计内容）四、参考文献1、王红梅，数据结构，清华大学出版社2、王红梅，数据结构学习辅导与实验指导，清华大学出版社3、严蔚敏、吴伟民，数据结构C语言版，清华大学出版社（配题集）