實驗指導(dǎo)手冊

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗指導(dǎo)手冊計算機教研室2023.61．實驗教學的目的：通過實驗，加深對算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本知識的理解，掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論和設(shè)計技術(shù)及其使用，培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、開發(fā)能力。2．實驗教學的規(guī)定：學生每次實驗前必須根據(jù)實驗指導(dǎo)手冊，設(shè)計出實驗方案（程序和實驗環(huán)節(jié)）；在實驗過程中規(guī)定獨立進行程序調(diào)試和排錯，必須學會使用在線幫助解決實驗中碰到的問題，必須應(yīng)用理論知識分析問題、解決問題。3．實驗內(nèi)容：實驗1：VC6的使用一、實驗?zāi)康睦斫夂驼莆杖绾问褂肰isualC＋＋6.0環(huán)境編寫C/C＋＋程序。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容1、熟悉VC6環(huán)境掌握如何創(chuàng)建控制臺應(yīng)用程序。掌握一些常用快捷鍵，例如編譯F7，運營Ctrl＋F5，調(diào)試運營F5，單步運營F10/F11，設(shè)立斷點F9，格式化代碼Alt＋F8。2、掌握如何編譯程序理解編譯過程中的錯誤信息，并掌握如何排錯。3、掌握如何調(diào)試程序掌握如何通過設(shè)立斷點來單步調(diào)試程序，如何查看當前變量的值。4、實驗題：完畢實驗教材的實驗題1.1、1.2、1.3。規(guī)定：實現(xiàn)該實驗結(jié)果。通過該實驗題，熟悉VC6環(huán)境下的程序編寫、編譯、調(diào)試。實驗2：順序表基本運算一、實驗?zāi)康模?）掌握順序表的各種基本運算的實現(xiàn)。（2）可以運用基本運算進行順序表的操作。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容1、順序表基本運算實現(xiàn)順序表的各種基本運算；并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個主程序，完畢如下功能：初始化順序表L（元素類型為char型）依次采用尾插法插入a,b,c,d,e元素輸出順序表L輸出順序表L的長度判斷順序表L是否為空輸出順序表L的第3個元素輸出元素’a’的位置在第4個元素位置上插入’f’元素輸出順序表L刪除順序表L的第3個元素輸出順序表釋放順序表提醒：可以參考上課教材、實驗教材的實驗題2.1。2、順序表的應(yīng)用（選做）（1）設(shè)計通訊錄（也可為其他應(yīng)用）文獻的存儲格式和線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)（2）設(shè)計在通訊錄（也可為其他應(yīng)用）中添加、刪除、查找某個節(jié)點信息程序（3）調(diào)試程序?qū)嶒?：單鏈表基本運算一、實驗?zāi)康模?）掌握鏈表的概念；掌握單鏈表的各種基本運算的實現(xiàn)。（2）可以運用基本運算進行單鏈表的操作。（3）加深對鏈式存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容實現(xiàn)單鏈表的各種基本運算；并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個主程序，完畢如下功能：（1） 初始化單鏈表L（2） 依次采用尾插法插入a,b,c,d,e元素（3） 輸出單鏈表L（4） 輸出單鏈表L的長度（5） 判斷單鏈表L是否為空（6） 輸出單鏈表L的第3個元素（7） 輸出元素’a’的位置（8） 在第4個元素位置上插入’f’元素（9） 輸出單鏈表L（10） 刪除單鏈表L的第3個元素（11） 輸出單鏈表L（12） 釋放單鏈表L提醒：可以參考上課教材、實驗教材的實驗題2.2。實驗4：單鏈表綜合實驗一、實驗?zāi)康模?）可以運用單鏈表的基本運算進行單鏈表的相關(guān)操作。（2）掌握文獻的應(yīng)用（3）加深對鏈式存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容1、通訊錄設(shè)計設(shè)計一個班級同學的通訊錄，規(guī)定如下：通訊錄中每個同學的信息包含以下內(nèi)容：學號（id）、姓名（name）、電話號碼（tel）。假如需要更多其他信息，請自行添加。程序主菜單包含以下幾個功能：添加記錄：通過鍵盤輸入信息，添加一條通訊錄記錄。刪除記錄：通過鍵盤輸入學號，刪除該學號的記錄。輸出記錄：輸出通訊錄所有記錄。按姓名查找：通過鍵盤輸入姓名，輸出該同學的所有信息。保存記錄：把通訊錄中所有的記錄保存到文獻中。清空記錄：刪除通訊錄中的所有記錄，并刪除文獻。退出提醒：程序啟動時應(yīng)判斷是否存在記錄文獻，假如存在，則讀取每條記錄到鏈表中。用戶選擇并完畢主菜單某功能后，除了退出程序，應(yīng)當返回主菜單。添加一條記錄時，插入到鏈表的尾部。查找、刪除記錄時，假如該記錄不存在，則應(yīng)當輸出不存在的提醒。添加記錄、刪除記錄時不需要寫文獻。保存記錄時，用覆蓋寫文獻的方法。（或者先刪除原文獻，再保存所有記錄信息）各個功能模塊寫成函數(shù)，由主函數(shù)調(diào)用。選做：主菜單增長一個排序功能選項，可以按照學號從小到大進行排序。排序方法可以用冒泡排序或者插入排序。實驗5：鏈棧的基本操作一、實驗?zāi)康?）熟悉棧的定義和棧的基本操作。2）掌握鏈式存儲棧的基本運算。3）加深對棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容必做內(nèi)容：鏈棧的基本操作編寫棧的基本操作函數(shù)棧類型的定義，數(shù)據(jù)域使用char型typedefcharElemType;typedefstructnode{ ElemTypedata; structnode*next;}LinkStack;2．初始化空棧：函數(shù)原型如下：voidInitLinkStack（LinkStack*&s）其中函數(shù)參數(shù)為LinkStack*&類型，表達指向創(chuàng)建的空棧的指針，并且用引用方式傳入。3.判斷是否空棧：函數(shù)原型如下：intIsEmptyLinkStack（LinkStack*s）其中函數(shù)參數(shù)為棧指針；返回值為int型，1表達是空棧，0表達不是空棧。4.入棧：函數(shù)原型如下：voidPushLinkStack（LinkStack*&s,ElemTypex）其中函數(shù)參數(shù)s為棧指針，x為入棧的數(shù)據(jù)。5.出棧：函數(shù)原型如下：intPopLinkStack(LinkStack*&s,ElemType&x)其中函數(shù)參數(shù)s為棧指針，x為出棧的數(shù)據(jù)的引用；返回值為int型，1表達出棧成功，0表達出棧失敗。6．取棧頂元素：(棧保持不變)函數(shù)原型如下：intGetLinkStackTop(LinkStack*s,ElemType&x)其中函數(shù)參數(shù)s為棧指針，x存放棧頂元素值；返回值為int型，1表達成功，0表達失敗。編寫主函數(shù)調(diào)用上述函數(shù)實現(xiàn)下列操作。1．初始化空棧。2.鍵盤輸入字符，使得輸入的字符依次入棧（結(jié)束符號自定，例如回車鍵(值為10)或'#'）每插入一個元素，必須輸出當時的棧頂元素(調(diào)用GetLinkStackTop函數(shù))。3．判斷鏈棧是否為空。輸出判斷結(jié)果。4．調(diào)用出棧函數(shù)，打印出棧元素的值；反復(fù)此環(huán)節(jié)，直至棧為空。5．判斷鏈棧是否為空。輸出判斷結(jié)果。6．釋放鏈棧。選做內(nèi)容（一）：判斷對稱字符串設(shè)計一個算法，調(diào)用棧的基本運算，判斷一個字符串是否為對稱字符串。若是返回1；否則返回0。例如：“abcba”和“abba”都是對稱字符串。實驗6：隊列的基本操作一、實驗?zāi)康?）熟悉隊列的定義和隊列的基本操作。2）掌握順序循環(huán)隊列和鏈式存儲隊列的基本運算。3）加深對隊列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容隊列的基本操作隊列的存儲結(jié)構(gòu)從順序循環(huán)隊列或者鏈隊任選一種。編寫一個程序，實現(xiàn)隊列的各種基本運算，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個主程序，完畢如下功能：初始化隊列q判斷q是否非空依次進隊元素a，b，c出隊一個元素，輸出該元素輸出隊列q的元素個數(shù)依次進隊列元素d，e，f輸出隊列q的元素個數(shù)輸出出隊序列釋放隊列實驗7：棧和隊列綜合實驗一、實驗?zāi)康模?）可以運用棧和隊列的基本運算進行相關(guān)操作。（2）進一步熟悉文獻的應(yīng)用（3）加深隊列和棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容以下兩個實驗任選一個。迷宮求解設(shè)計一個迷宮求解程序，規(guī)定如下：以M×N表達長方陣表達迷宮，求出一條從入口到出口的通路，或得出沒有通路的結(jié)論。能任意設(shè)定的迷宮（選作）假如有通路，列出所有通路提醒：以一個二維數(shù)組來表達迷宮，0和1分別表達迷宮中的通路和障礙，如下圖迷宮數(shù)據(jù)為：入口位置：11出口位置：88探索過程可采用如下算法，設(shè)定當前位置的初值為入口位置；do{ 若當前位置可通， 則｛將當前位置插入棧頂； 若該位置是出口位置，則結(jié)束； 否則切換當前位置的東鄰方塊為新的當前位置；｝否則，｛ 若棧不空且棧頂位置尚有其他方向未經(jīng)探索， 則設(shè)定新的當前位置為沿順時針方向旋轉(zhuǎn)找到的棧頂位置的下一相鄰塊； 若棧不空但棧頂位置的四周均不可通， 則｛刪去棧頂位置；//從途徑中刪去該通道塊若棧不空，則重新測試新的棧頂位置， 直至找到一個可通的相鄰塊出棧至?？?； ｝｝｝while(棧不空)；2、機場飛機起降的過程模擬熟悉隊列的各種基本運算，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個主程序，完畢如下功能：模擬一個機場飛機起降的過程機場僅有一條跑道，規(guī)定起飛與降落不能同時進行進場飛機若暫時沒有跑道可用須在空中盤旋等候離場飛機若暫時沒有跑道可用須在地面排隊等候僅當空中無飛機等待降落時地面飛機方可起飛飛機的申請進場、降落、申請離場和起飛分別視為獨立事件每個事件的發(fā)生占用一個時間單位。除降落和起飛外，各事件可以同時發(fā)生提醒：設(shè)定一個待飛隊列用于存放排隊等候的航班信息設(shè)定一個待降落隊列用于存放等待降落的航班信息飛機的申請進場、降落、申請離場和起飛可以通過航班事先設(shè)定的起飛時間、飛行時間長度或者降落時間信息來擬定，這些信息可以存放在一個文獻中，程序運營時從文獻中讀出。航班當前狀態(tài)可表達為：起飛，降落，申請進場，申請離場，空閑每個事件的發(fā)生占用一個時間單位可以自己約定，起飛，降落可以設(shè)定為30分鐘實驗8：順序串的基本操作一、實驗?zāi)康?）熟悉串的定義和串的基本操作。2）掌握順序串的基本運算。3）加深對串數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容編寫一個程序，實現(xiàn)順序串的各種基本運算，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個主程序。具體如下：編寫棧的基本操作函數(shù)順序串類型定義如下所示：typedefstruct{charch[MAXSIZE];intlen;}SeqString;（1）串賦值A(chǔ)ssign(s,t)將一個字符串常量賦給串s,即生成一個其值等于t的串s（2）串復(fù)制StrCopy(s,t)將串t賦給串s（3）計算串長度StrLength(s)返回串s中字符個數(shù)（4）判斷串相等StrEqual(s,t)若兩個串s與t相等則返回1；否則返回0。（5）串連接Concat(s,t)返回由兩個串s和t連接在一起形成的新串。（6）求子串SubStr(s,i,j)返回串s中從第i(1≤i≤StrLength(s))個字符開始的、由連續(xù)j個字符組成的子串。（7）插入InsStr(s,i,t)將串t插入到串s的第i(1≤i≤StrLength(s)+1)個字符中,即將t的第一個字符作為s的第i個字符,并返回產(chǎn)生的新串（8）串刪除DelStr(s,i,j)從串s中刪去從第i(1≤i≤StrLength(s))個字符開始的長度為j的子串,并返回產(chǎn)生的新串。（9）串替換RepStr(s,s1,s2)在串s中,將所有出現(xiàn)的子串s1均替換成s2。（10）輸出串DispStr(s)輸出串s的所有元素值（11）判斷串是否為空IsEmpty(s)編寫主函數(shù)調(diào)用上述函數(shù)實現(xiàn)下列操作：建立串s=“abcdefghijklmn”，串s1=“xyz”，串t＝“hijk”復(fù)制串t到t1，并輸出t1的長度在串s的第9個字符位置插入串s1而產(chǎn)生串s2，并輸出s2刪除s第2個字符開始的5個字符而產(chǎn)生串s3，并輸出s3將串s第2個字符開始的3個字符替換成串s1而產(chǎn)生串s4，并輸出s4提取串s的第8個字符開始的4個字符而產(chǎn)生串s5，并輸出s5將串s1和串t連接起來而產(chǎn)生串s6，并輸出s6比較串s1和s5是否相等，輸出結(jié)果實驗9：矩陣的基本操作一、實驗?zāi)康?）熟悉數(shù)組、矩陣的定義和基本操作。2）掌握對稱矩陣、稀疏矩陣等特殊矩陣的存儲方式和基本運算。3）加深對數(shù)組、矩陣的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容以下兩個實驗任選一個。1、實現(xiàn)稀疏矩陣的轉(zhuǎn)置、求和假設(shè)m×n的稀疏矩陣用三元組表達，編寫一個程序?qū)崿F(xiàn)如下功能：生成如下兩個稀疏矩陣的三元組a和b，并輸出三元組表達。103010300100001000103000040000100002提醒：程序中可以用intA[4][4]和B[4][4]二維數(shù)組表達原始矩陣A和B。輸出a的轉(zhuǎn)置矩陣的三元組表達。設(shè)c＝a＋b，輸出c的三元組表達。2、求對稱矩陣之和、乘積已知A和B為兩個n×n階的對稱矩陣，編寫一個程序?qū)崿F(xiàn)：將其下三角元素存儲在一維數(shù)組a和b中，并輸出。112411241235234645671111111111111111提醒：程序中可以用intA[4][4]和B[4][4]二維數(shù)組表達原始矩陣A和B。設(shè)C＝A＋B，以矩陣方式輸出C。設(shè)D＝A×B，以矩陣方式輸出D。實驗10：字符串綜合實驗一、實驗?zāi)康?）熟悉串的定義和串的基本操作。2）加深對串數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容以下兩個實驗任選一個。1、凱撒加密算法凱撒密碼（caeser）是羅馬擴張時期朱利斯?凱撒（JuliusCaesar）發(fā)明的，用于加密通過信使傳遞的作戰(zhàn)命令。它將字母表中的字母移動一定位置而實現(xiàn)加密。他的原理很簡樸，說到底就是字母與字母之間的替換。每一個字母按字母表順序向后移3位，如a加密后變成d，b加密后變成e，······x加密后變成a，y加密后變成b，z加密后變成c。例如：“baidu”用凱撒密碼法加密后字符串變?yōu)椤癳dlgx”。試寫一個算法，將鍵盤輸入的文本字符串（只包含a～z的字符）進行加密后輸出。另寫一個算法，將已加密后的字符串解密后輸出。提醒：假如有字符變量c加密后則＝’a’＋（c-‘a(chǎn)’＋3）％26采用順序結(jié)構(gòu)存儲串，鍵盤輸入字符串后保存到順序串中；輸出用順序串的輸出函數(shù)。2、求一個串中出現(xiàn)的第一個最長反復(fù)子串 采用順序結(jié)構(gòu)存儲串，編寫一個程序，求串s中出現(xiàn)的第一個最長反復(fù)子串的下標和長度。實驗11：遞歸綜合實驗一、實驗?zāi)康?）熟悉遞歸的定義和遞歸的算法設(shè)計。2）加深對遞歸算法的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容以下兩個實驗任選一個。1、求解n皇后問題編寫一個程序，求解皇后問題：在n×n的方格棋盤上，放置n個皇后，規(guī)定每個皇后不同行、不同列、不同對角線。 規(guī)定：使用遞歸算法求解；皇后的個數(shù)n由用戶輸入，其值不能超過20。2、求解漢諾塔問題 設(shè)有3個分別命名為X,Y和Z的塔座,在塔座X上有n個直徑各不相同,從小到大依次編號為1,2,…,n的盤片,現(xiàn)規(guī)定將X塔座上的n個盤片移到塔座Z上并仍按同樣順序疊放,盤片移動時必須遵守以下規(guī)則：每次只能移動一個盤片；盤片可以插在X,Y和Z中任一塔座；任何時候都不能將一個較大的盤片放在較小的盤片上。設(shè)計遞歸求解算法。規(guī)定：使用遞歸算法求解；盤片的個數(shù)n由用戶輸入，其值不能超過12。實驗12：二叉樹的操作一、實驗?zāi)康?）熟悉二叉樹樹的基本操作。2）掌握二叉樹的實現(xiàn)以及實際應(yīng)用。3）加深二叉樹的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容1、二叉樹的基本操作【問題描述】 現(xiàn)需要編寫一套二叉樹的操作函數(shù)，以便用戶可以方便的運用這些函數(shù)來實現(xiàn)自己的應(yīng)用。其中操作函數(shù)涉及：創(chuàng)建二叉樹CreateBTNode(*b,*str)：根據(jù)二叉樹括號表達法的字符串*str生成相應(yīng)的鏈式存儲結(jié)構(gòu)。輸出二叉樹DispBTNode(*b)：以括號表達法輸出一棵二叉樹。查找結(jié)點FindNode(*b,x)：在二叉樹b中尋找data域值為x的結(jié)點,并返回指向該結(jié)點的指針。求高度BTNodeDepth(*b)：求二叉樹b的高度。若二叉樹為空,則其高度為0；否則,其高度等于左子樹與右子樹中的最大高度加l。求二叉樹的結(jié)點個數(shù)NodesCount(BTNode*b) 先序遍歷的遞歸算法：voidPreOrder(BTNode*b) 中序遍歷的遞歸算法：voidInOrder(BTNode*b) 后序遍歷遞歸算法：voidPostOrder(BTNode*b)層次遍歷算法voidLevelOrder(BTNode*b)【基本規(guī)定】實現(xiàn)以上9個函數(shù)。主函數(shù)中實現(xiàn)以下功能：創(chuàng)建下圖中的樹b輸出二叉樹b找到’H’節(jié)點，輸出其左右孩子值輸出b的高度輸出b的節(jié)點個數(shù)輸出b的四種遍歷順序AABDCEHJKLMNFGI【實驗提醒】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義：#include<stdio.h>#include<malloc.h>#defineMaxSize100typedefcharElemType;typedefstructnode{ ElemTypedata; /*數(shù)據(jù)元素*/ structnode*lchild; /*指向左孩子*/ structnode*rchild; /*指向右孩子*/}BTNode;各個函數(shù)的定義：voidCreateBTNode(BTNode*&b,char*str);BTNode*FindNode(BTNode*b,ElemTypex);intBTNodeDepth(BTNode*b);voidDispBTNode(BTNode*b);intNodesCount(BTNode*b);voidPreOrder(BTNode*b);voidInOrder(BTNode*b);voidPostOrder(BTNode*b);voidTravLevel(BTNode*b);主函數(shù)的結(jié)構(gòu)：voidmain(){ BTNode*b,*p,*lp,*rp;; charstr[]="A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))"; CreateBTNode(b,str); printf("\n"); printf("輸出二叉樹:");DispBTNode(b);printf("\n"); printf("'H'結(jié)點:"); p=FindNode(b,'H'); if(p!=NULL) { //此處輸出p的左右孩子節(jié)點的值 } printf("\n"); printf("二叉樹b的深度:%d\n",BTNodeDepth(b)); printf("二叉樹b的結(jié)點個數(shù):%d\n",NodesCount(b)); printf("\n"); printf("先序遍歷序列:\n"); printf("遞歸算法:");PreOrder(b);printf("\n"); printf("中序遍歷序列:\n"); printf("遞歸算法:");InOrder(b);printf("\n"); printf("后序遍歷序列:\n"); printf("遞歸算法:");PostOrder(b);printf("\n");printf("層次遍歷序列:");printf("\n"); TravLevel(b);printf("\n");}2.2二叉樹的線索化【問題描述】編寫一個程序，實現(xiàn)中序線索化二叉樹，輸出線索中序序列?！净疽?guī)定】用上圖的二叉樹b來驗證你的程序。【實驗提醒】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義：#include<stdio.h>#include<malloc.h>#defineMaxSize100typedefcharElemType;typedefstructnode{ ElemTypedata; intltag,rtag;/*增長的線索標記*/ structnode*lchild; structnode*rchild;}TBTNode;TBTNode*pre;各個函數(shù)的定義：voidCreateTBTNode(TBTNode*&b,char*str)voidDispTBTNode(TBTNode*b)voidThread(TBTNode*&p)TBTNode*CreaThread(TBTNode*b)/*中序線索化二叉樹*/voidThInOrder(TBTNode*tb)主函數(shù)的結(jié)構(gòu)：voidmain(){ TBTNode*b,*tb; CreateTBTNode(b,"A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))"); printf("二叉樹:");DispTBTNode(b);printf("\n"); tb=CreaThread(b); printf("線索中序序列:");ThInOrder(tb);printf("\n");}3．實驗結(jié)果此處填寫程序運營結(jié)果。4．實驗心得此處填寫你的實驗心得體會。實驗13：哈夫曼編碼一、實驗?zāi)康?）熟悉哈夫曼樹的基本操作。2）掌握哈夫曼編碼的實現(xiàn)以及實際應(yīng)用。3）加深對哈夫曼樹、哈夫曼編碼的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容【問題描述】 運用哈夫曼編碼進行通信可以大大提高信道運用率，縮短信息傳輸時間，減少傳輸成本。但是，這規(guī)定發(fā)送端通過一個編碼系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行編碼，在接受端將傳來的數(shù)據(jù)進行譯碼。試為這樣的信息收發(fā)站寫一個哈夫曼編碼/譯碼系統(tǒng)?！净疽?guī)定】本系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)以下功能：（功能1～3必做，4為選做，請課后自行完畢）初始化：字符集（字母a～z，空格）共27個字符，以及其權(quán)值。建立哈夫曼樹。并建立各個字符的哈夫曼編碼。打印字符集的哈夫曼編碼。編碼：從終端讀入字符串，實現(xiàn)該字符串的編碼。譯碼：實現(xiàn)剛才生成的哈夫曼編碼還原為字符串。（選做）【已知條件】 （1）字符集的權(quán)值如下表：【實驗提醒】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義：#defineN50 /*葉子結(jié)點數(shù)*/#defineM2*N-1 /*樹中結(jié)點總數(shù)*/typedefstruct{ chardata; /*結(jié)點值*/ intweight; /*權(quán)重*/ intparent; /*雙親結(jié)點*/ intlchild; /*左孩子結(jié)點*/ intrchild; /*右孩子結(jié)點*/}HTNode;typedefstruct{ charcd[N]; /*存放哈夫曼碼*/ intstart;}HCode;各個函數(shù)的定義：voidCreateHT(HTNodeht[],intn) /*創(chuàng)建哈夫曼樹*/voidCreateHCode(HTNodeht[],HCodehcd[],intn) /*創(chuàng)建哈夫曼編碼*/voidDispHCode(HTNodeht[],HCodehcd[],intn) /*顯示各個字符的哈夫曼編碼*/voidEncode(char*s,HTNodeht[],HCodehcd[],intn)/*顯示字符串s的哈夫曼編碼*/主函數(shù)的結(jié)構(gòu)： charstr[]={'','a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n', 'o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z'};/*字符集*/ intfnum[]={186,64,13,22,32,103,21,15,47,57,1,5,32,20,57, 63,15,1,48,51,80,23,8,18,1,16,1};/*字符集相應(yīng)的權(quán)值*/ CreateHT(); CreateHCode(); DispHCode();gets(s); Encode();實驗14：圖的存儲和遍歷一、實驗?zāi)康?）熟悉圖的基本操作。2）掌握圖的存儲實現(xiàn)以及遍歷操作。3）加深對圖的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容【基本規(guī)定】1、用鄰接矩陣存儲方式，表達下面的圖，并輸出。2、由上面的鄰接矩陣產(chǎn)生鄰接表，并輸出。3、編程完畢從頂點0開始的深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷?！据敵鼋Y(jié)果】輸出結(jié)果例子如下：有向圖G的鄰接矩陣:有向圖G的鄰接矩陣:050700004000800009005006000500300010圖G的鄰接矩陣轉(zhuǎn)換成鄰接表:0:131:22:053:254:35:04從頂點0開始的DFS:012543從頂點0開始的BFS:013254【提醒】#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define MAXV100 /*最大頂點個數(shù)*/#defineINF32767/*INF表達∞*/typedefintInfoType;/*以下定義鄰接矩陣類型*/typedefstruct{ intno; /*頂點編號*/ InfoTypeinfo; /*頂點其他信息*/}VertexType; /*頂點類型*/typedefstruct /*圖的定義*/{ intedges[MAXV][MAXV]; /*鄰接矩陣*/ intvexnum,arcnum; /*頂點數(shù)，弧數(shù)*/ VertexTypevexs[MAXV]; /*存放頂點信息*/}MGraph; /*圖的鄰接矩陣類型*//*以下定義鄰接表類型*/typedefstructANode /*弧的結(jié)點結(jié)構(gòu)類型*/{ intadjvex; /*該弧的終點位置*/ structANode*nextarc; /*指向下一條弧的指針*/ InfoTypeinfo; /*該弧的相關(guān)信息,這里用于存放權(quán)值*/}ArcNode;typedefintVertex;typedefstructVnode /*鄰接表頭結(jié)點的類型*/{ Vertexdata; /*頂點信息*/ArcNode*firstarc; /*指向第一條弧*/}VNode;typedefVNodeAdjList[MAXV]; /*AdjList是鄰接表類型*/typedefstruct{ AdjListadjlist; /*鄰接表*/intn,e; /*圖中頂點數(shù)n和邊數(shù)e*/}ALGraph; /*圖的鄰接表類型*/intvisited[MAXV]; /*全局數(shù)組*/voidMatToList(MGraph,ALGraph*&); /*鄰接矩陣轉(zhuǎn)為鄰接表*/voidDispMat(MGraph); /*輸出鄰接矩陣*/voidDispAdj(ALGraph*); /*輸出鄰接表*/voidDFS(ALGraph*G,intv); /*深度優(yōu)先遍歷*/voidBFS(ALGraph*G,intv); /*廣度優(yōu)先遍歷*/voidmain(){ inti,j; MGraphg; ALGraph*G; intA[MAXV][6]={ {0,5,0,7,0,0}, {0,0,4,0,0,0}, {8,0,0,0,0,9}, {0,0,5,0,0,6}, {0,0,0,5,0,0}, {3,0,0,0,1,0}}; g.vexnum=6;g.arcnum=10; for(i=0;i<g.vexnum;i++) for(j=0;j<g.vexnum;j++) g.edges[i][j]=A[i][j]; printf("\n"); printf("有向圖G的鄰接矩陣:\n"); DispMat(g); G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph)); printf("圖G的鄰接矩陣轉(zhuǎn)換成鄰接表:\n"); MatToList(g,G); DispAdj(G); printf("\n"); printf("從頂點0開始的DFS:\n"); DFS(G,0); printf("\n"); printf("從頂點0開始的BFS:\n"); BFS(G,0); printf("\n");}voidMatToList(MGraphg,ALGraph*&G)/*將鄰接矩陣g轉(zhuǎn)換成鄰接表G*/{/*輸入代碼*/}voidDispMat(MGraphg)/*輸出鄰接矩陣g*/{/*輸入代碼*/}voidDispAdj(ALGraph*G)/*輸出鄰接表G*/{/*輸入代碼*/}voidDFS(ALGraph*G,intv){/*輸入代碼*/}voidBFS(ALGraph*G,intv){/*輸入代碼*/}實驗15：Prim算法求最小生成樹一、實驗?zāi)康?）熟悉圖的基本操作。2）掌握運用Prim算法求圖的最小生成樹。3）加深對圖的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容【基本規(guī)定】編寫一個程序，對于如下的無向帶權(quán)圖，運用Prim算法輸出從頂點0出發(fā)的最小生成樹。實驗16：圖綜合實驗一、實驗?zāi)康?）熟悉圖的基本操作。2）掌握求圖的最短途徑算法。3）加深對圖的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容【基本規(guī)定】給定n個村莊之間的交通圖。若村莊i和j之間有路可通，則i和j用邊連接，邊上的權(quán)值Wij表達這條道路的長度?，F(xiàn)打算在這n個村莊中選定一個村莊建一所醫(yī)院。編寫如下算法：求出該醫(yī)院應(yīng)建在哪個村莊，才干使距離醫(yī)院最遠的村莊到醫(yī)院的路程最短。求出該醫(yī)院應(yīng)建在哪個村莊，能使其它所有村莊到醫(yī)院的途徑總和最短?！咎嵝选繉τ趩栴}（1），可以先求出每個村莊到其它所有村莊的最短途徑，保存其最大值（表達假設(shè)醫(yī)院建在該村莊，距離醫(yī)院最遠的村莊的途徑長度）；然后在這些最大值中找出一個最小值。對于問題（2），可以先求出每個村莊到其它所有村莊的最短途徑，保存其累加和（表達假設(shè)醫(yī)院建在該村莊，其它所有村莊距離醫(yī)院的途徑總和）；然后在這些和中找出一個最小值。自己設(shè)定n個村莊的交通圖。例如下圖所示：實驗17：線性查找一、實驗?zāi)康?）熟悉查找的基本操作。2）掌握線性查找（順序查找、二分查找）的實現(xiàn)。3）加深對查找的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容1、順序查找編寫一個程序，輸出在順序表中{3，6，2，10，1，8，5，7，4，9}中采用順序查找的方法查找關(guān)鍵字5的過程。2、二分查找【基本規(guī)定】編寫一個程序，輸出在順序表中{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}中采用二分查找法查找關(guān)鍵字9的過程?！据敵鼋Y(jié)果】輸出結(jié)果例子如下：第1次查找:在[0,9]中查找到元素R[4]:5第1次查找:在[0,9]中查找到元素R[4]:5第2次查找:在[5,9]中查找到元素R[7]:8第3次查找:在[8,9]中查找到元素R[8]:9元素9的位置是8實驗18：哈希查找一、實驗?zāi)康?）熟悉查找的基本操作。2）掌握哈希查找的實現(xiàn)。3）加深對查找的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計2學時。三、實驗內(nèi)容【基本規(guī)定】編寫一個程序，實現(xiàn)哈希表的相關(guān)運算，并在此基礎(chǔ)上完畢如下功能：建立{16,74,60,43,54,90,46,31,29,88,77}哈希表A[0..12]，哈希函數(shù)為H(k)=key%p，（p取13），并采用線性探查法解決沖突。在上述哈希表中查找關(guān)鍵字為29的記錄。在上述哈希表中刪除關(guān)鍵字為77的記錄，再將其插入?！据敵鼋Y(jié)果】輸出結(jié)果例子如下：哈希表地址:0123456789101112哈希表地址:0123456789101112哈希表關(guān)鍵字:7754164331294660748890搜索次數(shù):21111411111平均搜索長度ASL(11)=1.36364ha[6].key=29刪除關(guān)鍵字77哈希表地址:0123456789101112哈希表關(guān)鍵字:54164331294660748890搜索次數(shù):1111411111平均搜索長度ASL(10)=1.3未找到77插入關(guān)鍵字77哈希表地址:0123456789101112哈希表關(guān)鍵字:7754164331294660748890搜索次數(shù):21111411111平均搜索長度ASL(11)=1.36364實驗19：查找綜合實驗一、實驗?zāi)康?）熟悉查找的基本操作。2）掌握二叉排序樹的基本運算。3）加深對查找的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。二、實驗環(huán)境裝有VisualC＋＋6.0的計算機。本次實驗共計4學時。三、實驗內(nèi)容1、記錄字符串中字符出現(xiàn)的次數(shù)編寫一個程序，由鍵盤輸入一個字符串，記錄該字符串中出現(xiàn)的字符及另一方面數(shù)。然后輸出結(jié)果。規(guī)定用一個二叉樹來保存解決結(jié)果，字符串中每個不同的字符用樹的結(jié)點表達，結(jié)點應(yīng)當包含四個域：該字符、該字符出現(xiàn)的次數(shù)、左子樹指針、右子樹指針；其中左子樹的字符的ASCII碼均小于該字符，右子樹的字符的ASCII碼均大于該字符。提醒：從字符串中依次讀取字符，在二叉樹中查找該字符是否存在。假如存在，則該字符的出現(xiàn)次數(shù)加1；假如不存在，則按照二叉排序樹的規(guī)定插入該字符結(jié)點，同時設(shè)立出現(xiàn)次數(shù)為1。所有字符讀完以后，調(diào)用二叉樹的中序遍歷，有序的輸出每個字符及其出現(xiàn)的次數(shù)。2、二叉排序樹【基本規(guī)定】編寫一個程序，實現(xiàn)二叉排序樹的基本運算，并在此基礎(chǔ)上完畢如下功能：由{4，9，0，1，8，6，3，5，2，7}創(chuàng)建一棵二叉排序樹bt，并以括號表達法輸出。判斷bt是否為一棵二叉排序樹。采用遞歸和非遞歸兩種方法查找關(guān)鍵字為6的結(jié)點，并