《数据结构设计》内容要求要点.docx
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《数据结构设计》内容要求要点
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《数据结构课程设计》
一、基本要求
（1）选择一个与线性表、堆栈和队列、数组、树、图、排序、查找等相关的专题，利用C语言或java来实现，解决具有一定规模的、具有实际意义的应用题目。
（2）论文内容主要包括封面、正文、参考文献等，其中正文内容主要引言、系统分析设计、系统实现和小结几部分组成。
（3）论文格式参考下面文档《模板》撰写课程报告。
（4）特别要求自己独立完成。
（5）第15周周一提交课程设计论文、电子版、源代码。
二、创新要求
在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善算法性能、友好的人机界面。
可选题目列表：
1.运动会分数统计
任务：
参加运动会有n个学校，学校编号为1……n。
比赛分成m个男子项目，和w个女子项目。
项目编号为男子1……m，女子m+1……m+w。
不同的项目取前五名或前三名积分；取前五名的积分分别为：
7、5、3、2、1，前三名的积分分别为：
5、3、2；哪些取前五名或前三名由学生自己设定。
（m<=20,n<=20）
功能要求：
1）可以输入各个项目的前三名或前五名的成绩；
2）能统计各学校总分，
3）可以按学校编号或名称、学校总分、男女团体总分排序输出；
4）可以按学校编号查询学校某个项目的情况；可以按项目编号查询取得前三或前五名的学校。
5）数据存入文件并能随时查询
6）规定：
输入数据形式和范围：
可以输入学校的名称，运动项目的名称
输出形式：
有合理的提示，各学校分数为整形
界面要求：
有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。
存储结构：
学生自己根据系统功能要求自己设计，但是要求运动会的相关数据要存储在数据文件中。
（数据文件的数据读写方法等相关内容在c语言程序设计的书上，请自学解决）请在最后的上交资料中指明你用到的存储结构；
测试数据：
要求使用1、全部合法数据；2、整体非法数据；3、局部非法数据。
进行程序测试，以保证程序的稳定。
测试数据及测试结果请在上交的资料中写明；
2.飞机订票系统
任务：
通过此系统可以实现如下功能：
录入：
可以录入航班情况（数据可以存储在一个数据文件中，数据结构、具体数据自定）
查询：
可以查询某个航线的情况（如，输入航班号，查询起降时间，起飞抵达城市，航班票价，票价折扣，确定航班是否满仓）；
可以输入起飞抵达城市，查询飞机航班情况；
订票：
（订票情况可以存在一个数据文件中，结构自己设定）
可以订票，如果该航班已经无票，可以提供相关可选择航班；
退票：
可退票，退票后修改相关数据文件；
客户资料有姓名，证件号，订票数量及航班情况，订单要有编号。
修改航班信息：
当航班信息改变可以修改航班数据文件
要求：
根据以上功能说明，设计航班信息，订票信息的存储结构，设计程序完成功能；
3.文章编辑
功能：
输入一页文字，程序可以统计出文字、数字、空格的个数。
静态存储一页文章，每行最多不超过80个字符，共N行；要求
（1）分别统计出其中英文字母数和空格数及整篇文章总字数；
（2）统计某一字符串在文章中出现的次数，并输出该次数；（3）删除某一子串，并将后面的字符前移。
存储结构使用线性表，分别用几个子函数实现相应的功能；
输入数据的形式和范围：
可以输入大写、小写的英文字母、任何数字及标点符号。
输出形式：
（1）分行输出用户输入的各行字符；
（2）分4行输出"全部字母数"、"数字个数"、"空格个数"、"文章总字数"（3）输出删除某一字符串后的文章；
4.宿舍管理查询软件
1）任务：
为宿舍管理人员编写一个宿舍管理查询软件,程序设计要求：
A.采用交互工作方式
B.建立数据文件，数据文件按关键字（姓名、学号、房号）进行排序（冒泡、选择、插入排序等任选一种）
2）查询菜单:
（用二分查找实现以下操作）
A.按姓名查询
B.按学号查询
C.按房号查询
3）打印任一查询结果（可以连续操作）
5.校园导航问题
设计要求：
设计你的学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所的最佳路径（最短路径）。
6.教学计划编制问题
设计要求：
针对计算机系本科课程，根据课程之间的依赖关系（如离散数学应在数据结构之前开设）制定课程安排计划，并满足各学期课程数目大致相同。
7.散列法的实验研究
散列法中，散列函数构造方法多种多样，同时对于同一散列函数解决冲突的方法也可以不同。
两者是影响查询算法性能的关键因素。
对于几种典型的散列函数构造方法，做实验观察，不同的解决冲突方法对查询性能的影响。
8.图书借阅管理系统
主要分为两大功能：
1）图书管理（增加图书、查询图书、删除图书、图书借阅、还书）；
2）会员管理（增加会员、查询会员、删除会员、借书信息）；
9.学生成绩管理
实现功能：
输入、输出、插入、删除、查找、追加、读入、显示、保存、拷贝、排序、索引、分类合计、退出。
10.活期储蓄帐目管理
活期储蓄处理中，储户开户、销户、存入、支出活动频繁，系统设计要求：
1）能比较迅速地找到储户的帐户，以实现存款、取款记账；
2）能比较简单，迅速地实现插入和删除，以实现开户和销户的需要。
11.二叉排序树的实现
用顺序和二叉链表作存储结构
1）以回车（'\n'）为输入结束标志,输入数列L，生成一棵二叉排 序树T；
2）对二叉排序树T作中序遍历，输出结果；
3）输入元素x,查找二叉排序树T,若存在含x的结点,则删除该结点,并作中序遍历（执行操作2）；否则输出信息“无x”；
12.最小生成树问题
设计要求：
在n个城市之间建设网络，只需保证连通即可，求最经济的架设方法。
存储结构采用多种。
求解算法多种。
13.通讯录的制作
设计目的：
用〈〈数据结构〉〉中的双向链表作数据结构，结合C语言基本知识。
编写一个通讯录管理系统。
以把所学数据结构知识应用到实际软件开发中去。
设计内容：
本系统应完成一下几方面的功能：
1）输入信息——enter（）;
2）显示信息———display（）;
3）查找以姓名作为关键字———search（）;
4）删除信息———delete（）;
5）存盘———save（）;
6）装入———load（）;
设计要求：
1）每条信息至包含：
姓名（NAME）街道（STREET）城市（CITY）邮编（EIP）国家（STATE）几项
2）作为一个完整的系统，应具有友好的界面和较强的容错能力
3）上机能正常运行，并写出课程设计报告
14.哈夫曼编码/译码器
【问题描述】
设计一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统，重复地显示并处理以下项目，直到选择退出为止。
【基本要求】
1）将权值数据存放在数据文件（文件名为data.txt，位于执行程序的当前目录中）
2）分别采用动态和静态存储结构
3）初始化：
键盘输入字符集大小n、n个字符和n个权值，建立哈夫曼树；
4）编码：
利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码；
5）输出编码；
6）设字符集及频度如下表：
字符空格ABCDEFGHIJKLM
频度1866413223210321154757153220
字符NOPQRSTUVWXYZ
频度5763151485180238181161
【进一步完成内容】
1）译码功能；
2）显示哈夫曼树；
3）界面设计的优化。
15.图书管理系统
【问题描述】
设计一个计算机管理系统完成图书管理基本业务。
【基本要求】
1）每种书的登记内容包括书号、书名、著作者、现存量和库存量；
2）对书号建立索引表（线性表）以提高查找效率；
3）系统主要功能如下：
*采编入库：
新购一种书，确定书号后，登记到图书帐目表中，如果表中已有，则只将库存量增加；
*借阅：
如果一种书的现存量大于0，则借出一本，登记借阅者的书证号和归还期限，改变现存量；
*归还：
注销对借阅者的登记，改变该书的现存量。
【进一步完成内容】
1）系统功能的进一步完善；
2）索引表采用树表。
3）设计内容
4）程序流程图
5）源程序
6）软件测试报告（包括所用到的数据及结果）
16.散列表的设计与实现
【问题描述】
设计散列表实现电话号码查找系统。
【基本要求】
1）设每个记录有下列数据项：
电话号码、用户名、地址；
2）从键盘输入各记录，分别以电话号码和用户名为关键字建立散列表；
3）采用一定的方法解决冲突；
4）查找并显示给定电话号码的记录；
5）查找并显示给定用户名的记录。
【进一步完成内容】
1）系统功能的完善；
2）设计不同的散列函数，比较冲突率；
3）在散列函数确定的前提下，尝试各种不同类型处理冲突的方法，考察平均查找长度的变化。
17.顺序结构、动态链表结构下的一元多项式的加法、减法、乘法的实现。
设有一元多项式Am（x）和Bn（x）.
Am（x）=A0+A1x1+A2x2+A3x3+…+Amxm
Bn（x）=B0+B1x1+B2x2+B3x3+…+Bnxn
请实现求M（x）=Am（x）+Bn（x）、M（x）=Am（x）-Bn（x）和M（x）=Am（x）×Bn（x）。
要求：
1）首先判定多项式是否稀疏
2）分别采用顺序和动态存储结构实现；
3）结果M（x）中无重复阶项和无零系数项；
4）要求输出结果的升幂和降幂两种排列情况
18.利用栈求表达式的值，可供小学生作业，并能给出分数。
要求：
建立试题库文件，随机产生n个题目；题目涉及加减乘除，带括弧的混合运算；随时可以退出；保留历史分数，能回顾历史，给出与历史分数比较后的评价
19.简易文本编辑器
要求：
1）具有图形菜单界面；
2）查找，替换（等长，不等长），插入（插串，文本块的插入）、块移动（行块，列块移动），删除
3）可正确存盘、取盘；
4）正确显示总行数。
20.二叉树的中序、前序、后序的递归、非递归遍历算法，层次序的非递归遍历算法的实现，应包含建树的实现。
要求：
遍历的内容应是千姿百态的。
树与二叉树的转换的实现。
以及树的前序、后序的递归、非递归遍历算法，层次序的非递归遍历算法的实现，应包含建树的实现。
要求：
遍历的内容应是千姿百态的。
21.学生搭配问题
一班有m个女生,有n个男生（m不等于n）,现要开一个舞会.男女生分别编号坐在舞池的两边的椅子上.每曲开始时,依次从男生和女生中各出一人配对跳舞,本曲没成功配对者坐着等待下一曲找舞伴.
请设计一系统模拟动态地显示出上述过程,要求如下:
1）输出每曲配对情况
2）计算出任何一个男生（编号为X）和任意女生（编号为Y）,在第K曲配对跳舞的情况.至少求出K的两个值.
3）尽量设计出多种算法及程序,可视情况适当加分
提示:
用队列来解决比较方便.
22.网络流：
宇宙旅行
题目要求：
在走遍了地球上的所有景点以后，旅游狂人开始计划他的宇宙旅行项目。
经过谨慎调查，他目前掌握了一张各卫星空间站可以临时容纳的旅客人数列表。
但旅客从一个星球飞往另一个星球时，需要在若干卫星空间站临时停靠中转，而这些空间站不能接待任何旅客驻留，旅客必须立刻转乘另一艘飞船离开，所以空间站不能接待超过自己最大容量的旅客流。
为了估计预算，现在旅游狂人需要知道终点星球的接待站应该设计多大容量，才能使得每艘飞船在到达时都可以保证让全部旅客下船。
输入要求：
输入若干组测试数据组成。
每组测试数据的第1行包含旅行的起点星球和终点星球的名称和一个不超过500的正整数N（N为0标志全部测试结束，不要对该数据做任何处理）。
接下来的N行里，数据格式为：
sourceicapacityi，其中sourcei和destinationi是卫星空间站的名称或起点、终点星球的名称，正整数capacityi是飞船从sourcei到destinationi一次能运载的最大旅客流量。
每个名称是由A～Z之间三个大写字母组成的字符串，例如：
ZJU。
测试数据中不包含任何到达起点星球的信息以及任何从终点星球出发的信息。
输出要求：
对每一组测试，在一行里输出终点星球接待站应具有的最小容量，使得每艘飞船在到达时都可以保证让全部旅客下船。
23.数制转换问题
任意给定一个M进制的数x，请实现如下要求
1）求出此数x的10进制值（用MD表示）
2）实现对x向任意的一个非M进制的数的转换。
3）至少用两种或两种以上的方法实现上述要求（用栈解决，用数组解决，其它方法解决）。
24.排序综合
利用随机函数产生N个随机整数（20000以上），对这些数进行多种方法进行排序。
要求：
1）至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序）。
并把排序后的结果保存在不同的文件中。
2）统计每一种排序方法的性能（以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。
3）如果采用4种或4种以上的方法者，可适当加分。
25.学生成绩管理系统
现有学生成绩信息文件1（1.txt），内容如下
姓名 学号 语文 数学 英语
张明明 01 67 78 82
李成友 02 78 91 88
张辉灿 03 68 82 56
王露 04 56 45 77
陈东明 05 67 38 47
…. .. .. .. …
学生成绩信息文件2（2.txt）,内容如下:
姓名 学号 语文 数学 英语
陈果 31 57 68 82
李华明 32 88 90 68
张明东 33 48 42 56
李明国 34 50 45 87
陈道亮 35 47 58 77
…. .. .. .. …
试编写一管理系统,要求如下:
1）实现对两个文件数据进行合并,生成新文件3.txt
2）抽取出三科成绩中有补考的学生并保存在一个新文件4.txt
3）合并后的文件3.txt中的数据按总分降序排序（至少采用两种排序方法实现）
4）输入一个学生姓名后,能查找到此学生的信息并输出结果（至少采用两种查找方法实现）
5）要求使用结构体,链或数组等实现上述要求.
6）采用多种方法且算法正确者,可适当加分.
26.图的遍历的实现
要求：
1）先任意创建一个图；
2）图的DFS,BFS的递归和非递归算法的实现
3）要求用有向图和无向图分别实现
4）要求用邻接矩阵、邻接表多种结构存储实现
27.线索二叉树的应用
要求：
实现线索树建立、插入、删除、恢复线索的实现。
28.稀疏矩阵应用
要求：
实现三元组，十字链表下的稀疏矩阵的加、转、乘的实现。
（1）稀疏矩阵的存储
（2）稀疏矩阵加法
（3）矩阵乘法
（4）矩阵转置
29.树的应用
要求：
实现树与二叉树的转换的实现。
以及树的前序、后序的递归、非递归算法，层次序的非递归算法的实现，应包含建树的实现。
30.文本文件单词的检索与计数
设计要求与分析：
要求编程建立一个文本文件，每个单词不包含空格且不跨行，单词由字符序列构成且区分大小写；统计给定单词在文本文件中出现的总次数；检索输出某个单词出现在文本中的行号、在该行中出现的次数以及位置。
该设计要求可分为三个部分实现：
其一，建立文本文件，文件名由用户用键盘输入；其二，给定单词的计数，输入一个不含空格的单词，统计输出该单词在文本中的出现次数；其三，检索给定单词，输入一个单词，检索并输出该单词所在的行号、该行中出现的次数以及在该行中的相应位置。
（1）.建立文本文件
（2）给定单词的计数
（3）检索单词出现在文本文件中的行号、次数及其位置
（4）主控菜单程序的结构
①头文件包含
②菜单选项包含
建立文件、单词定位、单词计数、退出程序
③选择1-4执行相应的操作，其他字符为非法。
31.任意长的整数加法
问题描述：
设计一个程序实现两个任意长的整数的求和运算。
基本要求：
利用双向循环链表，设计一个实现任意长的整数进行加法运算的演示程序。
要求输入和输出每四位一组，组间用逗号隔开。
如：
1，0000，0000，0000，0000。
32.二叉平衡排序树
问题描述：
从一棵空树开始创建，在创建过程中，保证树的有序性，同时还要针对树的平衡性做些调整。
最终要把创建好的二叉排序树转换为二叉平衡排序树。
基本要求：
1.创建（插入、调整、改组）
2.输出
33.广义表的应用
由于广义表在结构上较线性表复杂得多，因此，广义表的运算也不如线性表简单。
本设计要求实现的广义表的建立、查找、输出、取表头和取表尾以及求深度、求逆表等。
本设计用一个主控菜单程序控制，共分为6个子系统。
（1）.建立广义表
（2）输出广义表
（3）结点的查找
（4）求广义表表头
（5）求广义表表尾
（6）求广义表的深度
34.约瑟夫环
问题描述：
编号为1，2…n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。
一开始任选一个正整数作为报数的上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数，报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他的顺时针方向上的下一个开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止，设计一个程序求出出列顺序。
基本要求：
1、利用单循环链表作为存储结构模拟此过程；
2、键盘输入总人数、初始报数上限值m及各人密码；
3、按照出列顺序输出各人的编号。
35.构造可以使n个城市连接的最小生成树
问题描述：
给定一个地区的n个城市间的距离网，用Prim算法或Kruskal算法建立最小生成树，并计算得到的最小生成树的代价。
基本要求：
1、城市间的距离网采用邻接矩阵表示，邻接矩阵的存储结构定义采用课本中给出的定义，若两个城市之间不存在道路，则将相应边的权值设为自己定义的无穷大值。
要求在屏幕上显示得到的最小生成树中包括了哪些城市间的道路，并显示得到的最小生成树的代价。
2、表示城市间距离网的邻接矩阵（要求至少6个城市，10条边）
3、最小生成树中包括的边及其权值，并显示得到的最小生成树的代价。
36.客户消费积分管理系统
问题描述：
针对客户的消费情况，进行客户管理，根据客户的消费积分对客户实行不同程度的打折优惠。
基本要求：
1.采用一定的存储结构进行客户信息的存储；
2.对客户的信息可以进行修改、删除、添加；
3.能够根据消费情况进行客户积分的计算；
4.根据积分情况实行不同程度的打折优惠；
37.产品进销存管理系统
问题描述：
针对某一种行业的库房的产品进销存情况进行管理。
基本要求：
1.采用一定的存储结构对库房的货品及其数量进行分类管理；
2.可以进行产品类的添加、产品的添加、产品数量的添加；
3.能够查询库房每种产品的总量、进货日期、销出数量、销售时间等；
38.特殊矩阵的压缩存储算法的实现
问题描述：
对于特殊矩阵可以通过压缩存储减少存储空间。
基本要求：
1.针对多种特殊矩阵进行压缩存储，并能显示压缩后的相关地址和值；
2.输入在原来特殊矩阵中的地址，要求能从压缩后的矩阵中读出相应的值；
39.算术表达式的求解
问题描述：
给定一个算术表达式，通过程序求出最后的结果。
基本要求：
1．从键盘输入要求解的算术表达式；
2．采用栈结构进行算术表达式的求解过程；
3．能够判断算术表达式正确与否；
4．对于错误表达式给出提示；
5．对于正确的表达式给出最后的结果；
40.实时监控报警系统
问题描述：
建立一个报警和出警管理的系统
基本要求：
1.采用一定的存储结构存储报警信息，要求有内容、时间；
2.有一次的出警就应该在待处理的信息中删除这条信息；
3.记录出警信息；
4.待处理信息过多时会发出警告；
41.车厢调度
问题描述：
假设停在铁路调度站入口处的车厢序列的编号一次为1，2，3，4。
设计一个程序，求出所有可能由此输出的长度为4的车厢序列。
42.迷宫问题（栈）
问题描述：
以一个m*n的长方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。
设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。
基本要求：
首先实现一个以链表作存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。
求得的通路以三元组（i,j,d）的形式输出，其中：
（i,j）指示迷宫中的一个坐标，d表示走到下一坐标的方向，如：
对于下列数据的迷宫，输出的一条通路为：
（1，1，1），（1,2,2）,（3,2,3）,（3,1,2）,…。
测试数据：
迷宫的测试数据如下：
左下角（1，1）为入口，右下角（8，9）为出口。
实现提示：
计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”方法，即从入口出发，顺着某个方向进行探索，若能走通，则继续往前进；否则沿着原路退回，换一个方向继续探索，直至出口位置，求得一条通路。
假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口，则所设的迷宫没有通路。
可以二维数组存储迷宫数据，通常设定入口点的下标为（1，1），出口点的下标为（n,n）。
为处理方便起见，可在迷宫的四周加一圈障碍。
对于迷宫中任一位置，均可约定有东、南、西、北四个方向可通。
选做内容：
（1）编写递归形式的算法，求得迷宫中所有可能的通路；
（2）以方阵形式输出迷宫及其通路。
43.迷宫问题（队列）（同上）
44二叉搜索树：
各种搜索树效率比较
题目要求：
本题目要求对普通的二叉排序树、AVL树分别实现制定操作，并分析比较这两种不同数据结构对应的一系列插入和删除操作的效率。
要求测试对N个不同整数进行下列操作的效率：
（1）按递增顺序插入N个整数，并按同样顺序删除；
（2）按递增顺序插入N个整数，并按相反顺序删除；
（3）按随机顺序插入N个整数，并按随机顺序删除；
要求N从1000到10000取值，并以数据规模N为横轴，运行时间为纵轴，画出3种不同数据结构对应的操作效率比较图。
45.病毒测试程序
本题的任务是：
当整个网络被感染后，计算有多少台机器被某个特定变种所感染。
输入要求：
输入由若干组测试数据组成。
每组数据的第1行包含2个整数M和N（1≤M,N≤500），接下来是一个M*N的矩阵表示网络的初始感染状态，其中的正、负整数的意义如题目描述中所定义。
下面一行给出一个正整数Q，是将要查询的变种的个数。
接下去的Q行里，每行给出一个变种的类型。
当M或N为0时，表示全部测试结束，不要对该数据做任何处理。
输出要求：
对每一组测试，在一行里输出被某个特定变种所感染的机器数量。
46关键路径问题
问题描述：
设计一个程序求出完成整项工程至少需要多少时间以及整项工程中的关键
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