上海交大數(shù)據(jù)結(jié)構實驗報告

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《數(shù)據(jù)結(jié)構》試驗報告

說明：本軟件在wiｎ7６4位系統(tǒng)測試通過,需要安裝．ｎet３.５以上版本

七、數(shù)制轉(zhuǎn)換問題

1.問題描述

對于輸入的任意一個非負十進制整數(shù),輸出與其等值的其他進制數(shù)(二進制、八進制或十六進制)。

2.任務要求

⑴建立模型，確定存儲結(jié)構；

⑵對任意十進制數(shù),實現(xiàn)進制轉(zhuǎn)換問題。

3.試驗指導

(1)試驗類型：

設計試驗。本試驗要求同學們針對“數(shù)制轉(zhuǎn)換〞這個經(jīng)典的問題,應用棧的存儲結(jié)構，自己設計一個方案，并上機實現(xiàn)。此試驗的目的是培養(yǎng)學生對數(shù)據(jù)結(jié)構的簡單應用能力。

(2)預備知識：

棧的基本定義、棧的基本操作算法、棧的存儲結(jié)構。

(３)實現(xiàn)方法提醒:

1)以十進制轉(zhuǎn)換為八進制為例。將十進制數(shù)整除8，計算過程中得到的余數(shù)依次進棧，按出棧序列輸出棧中的內(nèi)容即為與輸入的十進制數(shù)對應的八進制數(shù)。設Coｎversion函數(shù)執(zhí)行數(shù)制轉(zhuǎn)換的操作，對（1348)１０轉(zhuǎn)換為8進制的過程如下:

N

Ｎdiｖ8

Nmｏd8

1348

168

4

１68

21

0

21

2

5

２

０

２

２）設計數(shù)制轉(zhuǎn)換的算法。

4.實現(xiàn)方案

方案描述：

本方案采用Ｃ＃語言實現(xiàn),實現(xiàn)十進制與其他進制直接的轉(zhuǎn)換

實現(xiàn)代碼：

主要實現(xiàn)代碼如下

ｕｓinｇＳｙｓｔｅm；

ｕsｉngSysｔｅm.Ｃｏllectｉoｎs.Genｅric；

usingＳysｔem.CｏmｐoｎｅntMｏdeｌ;

usiｎgSystem.Ｄatａ;

ｕsinｇSｙsｔem.Drawinｇ;

usinｇSystem.Text；

usingSｙsteｍ.Wｉｎｄoｗs．Foｒmｓ;

namｅspacｅ進制轉(zhuǎn)換器

{

pｕblｉcｐartialclａｓsMainFrm:Form

{

puｂlicMaｉnFｒm()

{

IniｔialｉzｅCompｏｎｅnt（);

｝

pｒivａt(yī)eｖoｉｄMaｉnFrm_Ｌoａd_１（objectsｅnder,EventＡrgse)

{

txｔStａrｔ.Ｆoｃus(）;

}

／／/suｍmary＞

///十進制轉(zhuǎn)換為八進制

//／/suｍmary＞

／//pａ＝ｓｅnｄer＂＜/paｒaｍ

///parａmname=＂e＞/paｒａｍ

prｉvaｔｅvoidradｉo_dｔo＿Cliｃk_１(ｏｂjectsｅnｄer，ＥventAｒｇｓe)

{

txtEnｄ．Teｘt＝＂；

iｆ(txtStart.Tｅxt．Leｎgｔh!=0）

{

／／ＴODO:十進制轉(zhuǎn)為八進制。

Iｎt３2ｉ；

trｙ

{

ｉ=Cｏnvert.ToInt32(ｔxtStａrt.Teｘｔ.Ｔriｍ());

lbｌTitle.Tｅｘt=十進制轉(zhuǎn)為八進制＂；

txtＥnd.Tｅxt＝Convert.ＴoStriｎg(ｉ,8);

｝

cａt(yī)ｃh

｛

MｅssageBox.Show(＂請輸入合法的十進制數(shù)，提醒,MessagｅBoｘButtons.OK，MeｓsageBoxＩcｏn.Warnｉｎg);

}

}

ｅlｓe

{

MessａgeBｏx.Show(請?zhí)峁┺D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)!，＂提醒＂,MeｓsageBoxButtoｎs．OK,MｅｓsageBｏxIcoｎ．Wａｒniｎｇ);

}

txｔSｔart.Ｆocus();

}

/／/＜ｓummary

／//十進制轉(zhuǎn)換為十六進制

／//＜/summａry

///＜pａramnaｍｅ＝senｄｅｒ＜/pａｒam＞

//／＜parａmｎame=＂ｅ＂／pａｒａm

pｒivａt(yī)evoiｄradio_dth_Click(objeｃtｓeｎdeｒ,EveｎtArｇse)

{

txtEnd．Text＝；

ｉf（txtStarｔ．Text.Lengｔh!=0)

｛

//ＴOＤO:十進制轉(zhuǎn)換為十六進制。

Int３2i；

try

{

i=Ｃonvert.ToIｎt32(tｘtSｔart.Text.Trim());

lｂlTitle.Teｘt=十進制轉(zhuǎn)換為十六進制;

ｔxｔEnd.Text=Ｃonｖert.ToSｔring(i,1６);

｝

caｔch

｛

MｅssａgeBｏx.Ｓhow(＂請輸入合法的十進制數(shù),提醒，MessaｇeBｏxBuｔtoｎs.ＯK,MｅssaｇeBoxIcon.Ｗarninｇ);

}

｝

elｓe

{

ＭesｓａgeBｏx.Shｏw（＂請?zhí)峁┺D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)！,提醒，MeｓsageBoxＢｕttons.ＯK,ＭeｓsageBoxIｃoｎ.Waｒning);

}

txtSｔart.Ｆoｃuｓ()；

}

///summary＞

／//十進制轉(zhuǎn)換為二進制

///／sumｍary

///＜pａrａmname=sｅndｅr／param

///＜pａrａｍnaｍe=＂e/ｐarａm

privａt(yī)ｅｖoiｄｒａdiｏ_dｔb_Click（obｊectseｎｄeｒ,EvｅntArｇse)

{

ｔxｔＥnd．Ｔexｔ=；

if(txtStaｒt．Tｅｘt.Lｅｎgｔh!=0)

{

//TＯＤO:十進制轉(zhuǎn)換為二進制。

Int3２i;

try

{

ｉ=Ｃonvｅrt.ToInt32(txtStart．Tｅｘt.Trim());

lblTｉtlｅ．Tｅxt=＂十進制轉(zhuǎn)換為二進制；

ｔxtEnd.Text=Coｎvert.ToStｒiｎg(i,２)；

｝

cａt(yī)ｃh

｛

ＭessａｇeBox.Sｈow(＂請輸入合法的十進制數(shù)，提醒，MeｓsageBoxButｔons．OK,MessagｅBoxIｃon.Warning);

}

}

eｌse

{

MessageＢｏｘ.Show(請?zhí)峁┺D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)!,＂提醒,MesｓagｅBoxButtonｓ．OK,MeｓｓageBｏxＩcon.Warninｇ);

}

txtＳtart.Ｆｏcｕｓ();

}

／/／summary＞

///八進制到十進制

/／/／suｍmａｒy

／//＜paramｎａme=sender/param＞

///pａramnaｍe=e＞＜/paｒam

privatｅvｏidradiｏ_otd_Click(objectsenｄeｒ,ＥventArｇｓｅ)

{

txtEnｄ.Tｅxt=;

if（txtStart.Text.Lengｔh!=0)

{

//ＴODO:八進制到十進制。

try

{

lbｌTｉtle．Tｅxt=＂八進制到十進制;

ｔxtEnd.Ｔeｘt=Ｃonverｔ.ToSｔｒinｇ（Coｎvert．ToInt32(txｔStaｒt．Text.Tｒim（)，8)）；//八進制轉(zhuǎn)為十進制

}

catch

｛

MessaｇｅBox.Sｈow(請?zhí)峁┖戏ǖ陌诉M制數(shù),提醒＂,MeｓsａgeBoxBuｔtoｎs．OＫ，MessageBoxIcon.Ｗarnｉｎg);

}

}

ｅlse

{

MｅssageBoｘ.Ｓｈow（請?zhí)峁┺D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)?。?提醒,MeｓｓaｇeBoｘButtｏns.OＫ,ＭessageBoxＩｃon.Warning);

｝

txtStaｒt.Ｆocｕs()；

}

/／/ｓummaｒy

//／十六進制到十進制

／／//sｕmmary＞

///＜pａramname=seｎder/param

//／paramname=＂ｅ＂/pａram

pｒivatｅｖoidraｄｉo_htd_Ｃｌiｃk(oｂｊecｔｓender,EvｅntＡrgse)

｛

ｔｘtＥnd．Ｔext=＂；

if(tｘｔStaｒt.Text.Lenｇｔｈ！=0)

{

ｔrｙ

｛

//TＯDO:十六進制到十進制。

lblTｉtｌe．Ｔexｔ=＂十六進制到十進制;

tｘｔEnｄ．Ｔext＝Cｏｎvert.TｏStrｉｎｇ(Ｃonverｔ．ToInt32(tｘtStaｒt.Text,1６));

}

catｃh

{

MｅsｓageＢoｘ.Sｈow（請?zhí)峁┖戏ǖ氖M制數(shù)!，提醒，MessａgeＢoｘＢuttｏｎs．OK，ＭｅssageBoxIｃｏn.Warniｎｇ）；

}

}

ｅｌse

{

MessaｇeBｏｘ．Show(請?zhí)峁┺D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)?。?提醒,MessａgeＢｏｘBｕttｏnｓ.OK,MｅsｓａgeBoxＩcon.Warｎing)；

｝

tｘtStａｒt.Ｆｏcｕs();

｝

／/／ｓuｍmａry＞

///二進制到十進制

////ｓuｍmaｒy

///=seｎｄｅr＜/param

///parａmname=e＂/paｒaｍ

privatｅvｏidrａｄｉｏ_btd＿Click(oｂｊectｓｅnder，EｖentＡｒｇsｅ)

｛

txｔEnd.Ｔexｔ=＂；

if(txtStart.Teｘt.Ｌｅｎgth!=0)

{

ｔry

{

／/TODO：二進制到十進制。

lblTitle.Ｔeｘt=二進制到十進制;

ｔxtEｎｄ.Ｔｅxt=Cｏnvert.ＴoＳｔrｉng（Coｎvｅrt.ToＩnt3２(txｔSｔaｒt.Ｔext,2));

}

ｃａt(yī)cｈ

{

MeｓsagｅＢox．Show(請?zhí)峁┖戏ǖ亩M制數(shù)!,提醒，MeｓsageＢoxBｕttons．ＯＫ,ＭesｓａgeBｏｘIcon．Warｎing）；

}

}

else

｛

MeｓsageＢox.Sｈoｗ（請?zhí)峁┺D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)！,提醒，MｅｓｓageBoxBｕttoｎs.ＯK，MessageＢoxIcｏｎ.Warning）;

}

ｔxtStａｒt．Focuｓ()；

}

prｉvａt(yī)eｖｏidresｅt_Clｉck(objectseｎdｅr,EventArgse)

{

ｔｘｔStａｒt.Text=；

txtEnd.Tｅxｔ＝;

tｘtStart．Focus();

}

priｖatevoｉdcｌｏｓe＿Ｃlick（objeｃｔsendｅｒ，ＥvｅntAｒgse)

{

this.Close(）;

}

}

}

測試過程:

不輸入數(shù)據(jù)，軟件會溫馨提醒

2.輸入數(shù)據(jù)選擇轉(zhuǎn)換模式

3.測試完成，結(jié)果正確

十四、Huｆfman編碼

1.問題描述

設某編碼系統(tǒng)共有個字符,使用頻率分別為,設計一個不等長的編碼方案，輸出每個字符對應的編碼，使得該編碼系統(tǒng)的空間效率最好。

2.任務要求

⑴把握Ｈuｆfｍan樹的概念、特點和存儲結(jié)構；

⑵把握Ｈｕffman樹的構造算法;

⑶運用Huffｍａｎ樹解決編碼問題。

3.試驗指導

（1)試驗類型：

設計試驗。本試驗要求同學們針對“Huffｍan樹〞這個經(jīng)典的問題,應用二叉樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構,自己設計一個解決方案，并上機實現(xiàn)。此試驗目的是培養(yǎng)學生對數(shù)據(jù)結(jié)構的簡單應用能力。

（2）預備知識:

二叉樹的定義、二叉樹的基本操作算法。

（3)實現(xiàn)方法提醒：

１）以字符出現(xiàn)的次數(shù)為權值，個結(jié)點作為根結(jié)點分別構成棵二叉樹;

2)所有二叉樹中選取兩棵根結(jié)點權值最小的樹作為左右子樹構造一棵新二叉樹，新二叉樹根結(jié)點的權值為左右子樹上根結(jié)點的權值之和,并刪除原先的兩棵二叉樹;

3）重復上述步驟,直到只剩一棵二叉樹為止。

4)Huffｍan樹的存儲結(jié)構如下：

struct{

ｕnsignedintweｉｇht;

unsiｇnediｎtｐarenｔ，lchｉld,rｃhｉｌd;

｝ＨＴNoｄｅ,＊ＨuffmaｎTree;

4.實現(xiàn)方案

方案描述:

本方案采用C＃語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)的Ｈufｆman編碼與解碼

實現(xiàn)代碼：

主要實現(xiàn)代碼如下:

usingSyｓtem;

uｓiｎgSysteｍ.Ｃollectioｎs.Ｇeneric；

usingSyｓtem.ComｐonentModel;

usｉnｇＳysteｍ.Data;

uｓingSyｓtｅm．Ｄraｗing；

usingSystem.Text;

usｉｎgSｙｓｔem.Wｉｎdｏｗs.Ｆormｓ;

usｉngＳyｓtｅm.Ｃollections．Ｓｐｅcializeｄ;

namespaceHuffmanCoｄe

{

puｂｌｉcｐaｒtialclaｓsForm１:Form

{

claｓsNode

{

ｐublicchａrcodｅ；

ｐuｂlｉcuiｎｔprioiｒｒy;

pubｌｉcNodｅlchild；

pｕblicNoｄerｃhｉｌd；

}

pｕbｌicFｏrm１()

{

InitiaｌｉｚeＣｏｍｐoｎｅnt（)；

}

privaｔeDicｔｉonａryｃhａｒ,strｉｎｇdｉctcode=newDｉｃtionaｒy＜ｃｈar,string();

ｐｒivateNoｄehuffTrｅe；

privateintcompａrisｏnＮodｅ(Noｄen１,Ｎoden2)

{

rｅturｎ(inｔ)(ｎ1．prioirry-n2.ｐrioｉrrｙ);

｝

privatestriｎgencode（ｓtriｎgｓtｒ）

{

dictｃoｄe．Cｌｅaｒ（)；

hｕffTree=nuｌl；

ｉf(string.ＩｓNｕｌlＯrEmpty(stｒ)）

{

reｔurｎ;

｝

Ｄicｔｉonarychaｒ,uｉntpriorｉｔyQuｅue=newDictionarychar,uinｔ()；

ｆｏr(iｎti=0;iｓtr.Leｎgth;i++)

{

iｆ(prｉorityQｕｅue.ＣoｎtａｉｎｓＫeｙ(ｓtr[i]))

{

priｏrｉtyQuｅuｅ［stｒ[i]]++;

}

elsｅ

{

prｉorityQｕeue.Adｄ（str[i]，1);

}

}

Ｌist＜Nodｅlisｔpc=newLｉｓtＮodｅ();

ｆorｅach（variｔeminpriorｉtyQuｅｕe）

{

lｉsｔpｃ．Add(newNode（)

｛

prioｉrrｙ=item.Value，ｌchild＝nｕll,rchild=null,code=iteｍ.Ｋeｙ

})；

}

liｓtｐc.Ｓｏrt(compａｒisonＮode);

whilｅ（ｌistpc.Ｃount1)

{

Ｎoｄeｎ=ｎｅwNｏde(）;

n.ｐrioirry＝lisｔpc[0].ｐrｉoirrｙ+listｐc［1］.prioirry;

n．lｃhild=ｌistpc[0];

n.rｃｈild=lisｔpc[１];

lｉstｐc.RemovｅAt(0)；

listｐｃ.ＲeｍoｖeAt（０);

inｔindex＝-1;

for（ｉｎti=0;ilｉｓtpc.Count；ｉ+＋)

｛

if(n.prｉoｉrｒｙ＝listpc[i].priｏiｒry)

{

indeｘ＝i;

bｒeａk;

}

｝

if（index＝=－1）

｛

index=ｌiｓtｐc.Cｏunt;

}

ｌiｓtpｃ.Ｉｎseｒｔ(index,ｎ）；

}

ｓtrｉnｇeｎcｏdestｒ=＂；

vｉewTｒee(listpc[0],)；

huffTｒee=ｌistpc[0］；

for（ｉｎtｉ＝0;ｉｓtr．Lｅngｔｈ;i＋+)

｛

encodestｒ+=dictcoｄe［stｒ[i]];

}

retuｒneｎｃodestｒ;

｝

privatevoｉｄvieｗＴreｅ（Noden,stringｖ)

{

if（n.code!=＇＼0)

{

dｉctｃode.Add(n.ｃode,v);

}

elsｅ

{

if(n.ｌchild!=nｕｌl)

{

ｓｔrｉngｖl=v＋0＂；

viｅwTｒｅe(n.lcｈild,vl）；

}

iｆ(n.rchiｌｄ！=nulｌ)

{

stringvr=ｖ+1;

viewＴree（n.ｒchilｄ,vr）；

}

}

}

ｐrｉvａｔｅsｔｒｉｎgｄecodｅ(ｓtringｓtr)

{

Ｎoｄeroot=ｈuffTree;

strinｇrｅｓｕlt＝＂;

ｆor(inｔi=0;iｓtr.Lｅｎgｔｈ;i