《数据结构》C语言版严蔚敏著数据结构实验指导.docx
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《数据结构》C语言版严蔚敏著数据结构实验指导
《数据结构》实验指导及报告书
（2012）
/学年第学期
姓名：
______________
学号：
______________
班级：
______________
指导教师：
______________
信息科学与工程学院
2012
预备实验C语言的函数数组指针结构体知识
一、实验目的
1、复习C语言中函数、数组、指针、结构体与共用体等的概念。
2、熟悉利用C语言进行程序设计的一般方法。
二、实验预习
说明以下C语言中的概念
1、函数：
2、数组：
3、指针：
4、结构体
5、共用体
三、实验内容和要求
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*/
inti;printf（"\n"）;
for（i=2;i<100;i++）
if（isprime（i）==1）printf（"%4d",i）;
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;iprintf（"%4d",a[i]）;
for（i=0;itemp=a[i];
a[i]=a[N-i-1];
a[N-i-1]=temp;
}
printf（"\nthechangedArrayis:
\n"）;
for（i=0;iprintf（"%4d",a[i]）;
return0;
}
运行结果：
3、调试程序：
在二维数组中，若某一位置上的元素在该行中最大，而在该列中最小，则该元素即为该二维数组的一个鞍点。
要求从键盘上输入一个二维数组，当鞍点存在时，把鞍点找出来。
#include
#defineM3
#defineN4
intmain（）{
inta[M][N],i,j,k;
printf（"\n请输入二维数组的数据：
\n"）;
for（i=0;ifor（j=0;jscanf（"%d",&a[i][j]）;
for（i=0;ifor（j=0;jprintf（"%4d",a[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
for（i=0;ik=0;
for（j=1;jif（a[i][j]>a[i][k]）
k=j;
for（j=0;jif（a[j][k]break;
if（j==M）/*在第i行找到鞍点*/
printf（"%d,%d,%d\n",a[i][k],i,k）;
}
return0;
}
运行结果：
4、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];pif（（p-a[0]）%4==0）printf（"\n"）;
printf（"%4d",*p）;
}
return0;
}
运行结果：
5、调试程序：
设有一个教师与学生通用的表格，教师的数据有姓名、年龄、职业、教研室四项，学生有姓名、年龄、专业、班级四项，编程输入人员的数据，再以表格输出。
#include
#defineN10
structstudent{
charname[8];/*姓名*/
intage;/*年龄*/
charjob;/*职业或专业，用s或t表示学生或教师*/
union{
intclass;/*班级*/
charoffice[10];/*教研室*/
}depa;
}stu[N];
intmain（）{
inti;intn;
printf（“\n请输入人员数（<10）:
\n”）;
scanf（“%d”,&n）;
for（i=0;iprintf（"\n请输入第%d人员的信息：
（nameagejobclass/office）\n",i+1）;
scanf（"%s,%d,%c",stu[i].name,&stu[i].age,&stu[i].job）;
if（stu[i].job==’s’）
scanf（"%d",&stu[i].depa.class）;
else
scanf（"%s",stu[i].depa.office）;
}
printf（“nameagejobclass/office”）;
for（i=0;iif（stu[i].job==’s’）
printf（"%s%3d%3c%d\n",stu[i].name,stu[i].age,stu[i].job,stu[i].depa.class）;
else
printf（"%s%3d%3c%s\n",stu[i].name,stu[i].age,stu[i].job,stu[i].depa.office）;
}
}
输入的数据：
2
Wang19s99061
Li36tcomputer
运行结果：
四、实验小结
五、教师评语
实验一顺序表与链表
一、实验目的
1、掌握线性表中元素的前驱、后续的概念。
2、掌握顺序表与链表的建立、插入元素、删除表中某元素的算法。
3、对线性表相应算法的时间复杂度进行分析。
4、理解顺序表、链表数据结构的特点（优缺点）。
二、实验预习
说明以下概念
1、线性表：
2、顺序表：
3、链表：
三、实验内容和要求
1、阅读下面程序，在横线处填写函数的基本功能。
并运行程序，写出结果。
#include
#include
#defineERROR0
#defineOK1
#defineINIT_SIZE5/*初始分配的顺序表长度*/
#defineINCREM5/*溢出时，顺序表长度的增量*/
typedefintElemType;/*定义表元素的类型*/
typedefstructSqlist{
ElemType*slist;/*存储空间的基地址*/
intlength;/*顺序表的当前长度*/
intlistsize;/*当前分配的存储空间*/
}Sqlist;
intInitList_sq（Sqlist*L）;/**/
intCreateList_sq（Sqlist*L,intn）;/**/
intListInsert_sq（Sqlist*L,inti,ElemTypee）;/**/
intPrintList_sq（Sqlist*L）;/*输出顺序表的元素*/
intListDelete_sq（Sqlist*L,inti）;/*删除第i个元素*/
intListLocate（Sqlist*L,ElemTypee）;/*查找值为e的元素*/
intInitList_sq（Sqlist*L）{
L->slist=（ElemType*）malloc（INIT_SIZE*sizeof（ElemType））;
if（!
L->slist）returnERROR;
L->length=0;
L->listsize=INIT_SIZE;
returnOK;
}/*InitList*/
intCreateList_sq（Sqlist*L,intn）{
ElemTypee;
inti;
for（i=0;iprintf（"inputdata%d",i+1）;
scanf（"%d",&e）;
if（!
ListInsert_sq（L,i+1,e））
returnERROR;
}
returnOK;
}/*CreateList*/
/*输出顺序表中的元素*/
intPrintList_sq（Sqlist*L）{
inti;
for（i=1;i<=L->length;i++）
printf（"%5d",L->slist[i-1]）;
returnOK;
}/*PrintList*/
intListInsert_sq（Sqlist*L,inti,ElemTypee）{
intk;
if（i<1||i>L->length+1）
returnERROR;
if（L->length>=L->listsize）{
L->slist=（ElemType*）realloc（L->slist,
（INIT_SIZE+INCREM）*sizeof（ElemType））;
if（!
L->slist）
returnERROR;
L->listsize+=INCREM;
}
for（k=L->length-1;k>=i-1;k--）{
L->slist[k+1]=L->slist[k];
}
L->slist[i-1]=e;
L->length++;
returnOK;
}/*ListInsert*/
/*在顺序表中删除第i个元素*/
intListDelete_sq（Sqlist*L,inti）{
}
/*在顺序表中查找指定值元素，返回其序号*/
intListLocate（Sqlist*L,ElemTypee）{
}
intmain（）{
Sqlistsl;
intn,m,k;
printf（"pleaseinputn:
"）;/*输入顺序表的元素个数*/
scanf（"%d",&n）;
if（n>0）{
printf（"\n1-CreateSqlist:
\n"）;
InitList_sq（&sl）;
CreateList_sq（&sl,n）;
printf（"\n2-PrintSqlist:
\n"）;
PrintList_sq（&sl）;
printf（"\npleaseinputinsertlocationanddata:
（location,data）\n"）;
scanf（"%d,%d",&m,&k）;
ListInsert_sq（&sl,m,k）;
printf（"\n3-PrintSqlist:
\n"）;
PrintList_sq（&sl）;
printf（"\n"）;
}
else
printf（"ERROR"）;
return0;
}
●运行结果
●算法分析
2、为第1题补充删除和查找功能函数，并在主函数中补充代码验证算法的正确性。
删除算法代码：
●运行结果
●算法分析
查找算法代码：
●运行结果
●算法分析
3、阅读下面程序，在横线处填写函数的基本功能。
并运行程序，写出结果。
#include
#include
#defineERROR0
#defineOK1
typedefintElemType;/*定义表元素的类型*/
typedefstructLNode{/*线性表的单链表存储*/
ElemTypedata;
structLNode*next;
}LNode,*LinkList;
LinkListCreateList（intn）;/**/
voidPrintList（LinkListL）;/*输出带头结点单链表的所有元素*/
intGetElem（LinkListL,inti,ElemType*e）;/**/
LinkListCreateList（intn）{
LNode*p,*q,*head;
inti;
head=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））;head->next=NULL;
p=head;
for（i=0;iq=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））;printf（"inputdata%i:
",i+1）;
scanf（"%d",&q->data）;/*输入元素值*/
q->next=NULL;/*结点指针域置空*/
p->next=q;/*新结点连在表末尾*/
p=q;
}
returnhead;
}/*CreateList*/
voidPrintList（LinkListL）{
LNode*p;
p=L->next;/*p指向单链表的第1个元素*/
while（p!
=NULL）{
printf（"%5d",p->data）;
p=p->next;
}
}/*PrintList*/
intGetElem（LinkListL,inti,ElemType*e）{
LNode*p;intj=1;
p=L->next;
while（p&&jp=p->next;j++;
}
if（!
p||j>i）
returnERROR;
*e=p->data;
returnOK;
}/*GetElem*/
intmain（）{
intn,i;ElemTypee;
LinkListL=NULL;/*定义指向单链表的指针*/
printf（"pleaseinputn:
"）;/*输入单链表的元素个数*/
scanf（"%d",&n）;
if（n>0）{
printf（"\n1-CreateLinkList:
\n"）;
L=CreateList（n）;
printf（"\n2-PrintLinkList:
\n"）;
PrintList（L）;
printf（"\n3-GetElemfromLinkList:
\n"）;
printf（"inputi="）;
scanf（"%d",&i）;
if（GetElem（L,i,&e））
printf（"No%iis%d",i,e）;
else
printf（"notexists"）;
}else
printf（"ERROR"）;
return0;
}
●运行结果
●算法分析
4、为第3题补充插入功能函数和删除功能函数。
并在主函数中补充代码验证算法的正确性。
插入算法代码：
●运行结果
●算法分析
删除算法代码：
●运行结果
●算法分析
以下为选做实验：
5、循环链表的应用（约瑟夫回环问题）
n个数据元素构成一个环，从环中任意位置开始计数，计到m将该元素从表中取出，重复上述过程，直至表中只剩下一个元素。
提示：
用一个无头结点的循环单链表来实现n个元素的存储。
●算法代码
6、设一带头结点的单链表，设计算法将表中值相同的元素仅保留一个结点。
提示：
指针p从链表的第一个元素开始，利用指针q从指针p位置开始向后搜索整个链表，删除与之值相同的元素；指针p继续指向下一个元素，开始下一轮的删除，直至p＝＝null为至，既完成了对整个链表元素的删除相同值。
●算法代码
四、实验小结
五、教师评语
实验二栈和队列
一、实验目的
1、掌握栈的结构特性及其入栈，出栈操作；
2、掌握队列的结构特性及其入队、出队的操作，掌握循环队列的特点及其操作。
二、实验预习
说明以下概念
1、顺序栈：
2、链栈：
3、循环队列：
4、链队
三、实验内容和要求
1、阅读下面程序，将函数Push和函数Pop补充完整。
要求输入元素序列12345e，运行结果如下所示。
#include
#include
#defineERROR0
#defineOK1
#defineSTACK_INT_SIZE10/*存储空间初始分配量*/
#defineSTACKINCREMENT5/*存储空间分配增量*/
typedefintElemType;/*定义元素的类型*/
typedefstruct{
ElemType*base;
ElemType*top;
intstacksize;/*当前已分配的存储空间*/
}SqStack;
intInitStack（SqStack*S）;/*构造空栈*/
intpush（SqStack*S,ElemTypee）;/*入栈*/
intPop（SqStack*S,ElemType*e）;/*出栈*/
intCreateStack（SqStack*S）;/*创建栈*/
voidPrintStack（SqStack*S）;/*出栈并输出栈中元素*/
intInitStack（SqStack*S）{
S->base=（ElemType*）malloc（STACK_INT_SIZE*sizeof（ElemType））;
if（!
S->base）returnERROR;
S->top=S->base;
S->stacksize=STACK_INT_SIZE;
returnOK;
}/*InitStack*/
intPush（SqStack*S,ElemTypee）{
}/*Push*/
intPop（SqStack*S,ElemType*e）{
}/*Pop*/
intCreateStack（SqStack*S）{
inte;
if（InitStack（S））
printf（"InitSuccess!
\n"）;
else{
printf（"InitFail!
\n"）;
returnERROR;
}
printf（"inputdata:
（Terminatedbyinputingacharacter）\n"）;
while（scanf（"%d",&e））
Push（S,e）;
returnOK;
}/*CreateStack*/
voidPrintStack（SqStack*S）{
ElemTypee;
while（Pop（S,&e））
printf（"%3d",e）;
}/*Pop_and_Print*/
intmain（）{
SqStackss;
printf（"\n1-createStack\n"）;
CreateStack（&ss）;
printf（"\n2-Pop&Print\n"）;
PrintStack（&ss）;
return0;
}
●算法分析：
输入元素序列12345，为什么输出序列为54321？
体现了栈的什么特性？
2、在第1题的程序中，编写一个十进制转换为二进制的数制转换算法函数（要求利用栈来实现），并验证其正确性。
●实现代码
●验证
3、阅读并运行程序，并分析程序功能。
#include
#include
#include
#defineM20
#defineelemtypechar
typedefstruct
{
elemtypestack[M];
inttop;
}
stacknode;
voidinit（stacknode*st）;
voidpush（stacknode*st,elemtypex）;
voidpop（stacknode*st）;
voidinit（stacknode*st）
{
st->top=0;
}
voidpush（stacknode*st,elemtypex）
{
if（st->top==M）
printf（"thestackisoverflow!
\n"）;
else
{
st->top=st->top+1;
st->stack[st->top]=x;
}
}
voidpop（stacknode*st）
{
if（st->top>0）st->top--;
elseprintf（“StackisEmpty!
\n”）;
}
intmain（）
{
chars[M];
inti;
stacknode*sp;
printf（"createaemptystack!
\n"）;
sp=malloc（sizeof（stacknode））;
init（sp）;
printf（"inputaexpression:
\n"）;
gets（s）;
for（i=0;i{
if（s[i]=='（'）
push（sp,s[i]）;
if（s[i]=='）'）
pop（sp）;
}
if（sp->top==0）
printf（"'（'match'）'!
\n"）;
else
printf（"'（'notmatch'）'!
\n"）;
return0;
}
●输入：
2+（（c-d）*6-（f-7）*a）/6
●运行结果：
●输入：
a-（（c-d）*6-（s/3-x）/2
●运行结果：
●程序的基本功能：
以下为选做实验：
4、设计算法，将一个表达式转换为后缀表达式，并按照后缀表达式进行计算，得出表达式得结果。
●实现代码
5、假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾结点（不设队头指针），试编写相应的置空队列、入队列、出队列的算
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