数据结构实验报告汇总

本科生实验报告实验课程数据结构

学院名称

专业名称

学生姓名

学生学号

指导教师

实验地点

实验成绩

二〇二〇年六月二〇二〇年七月

填写说明

1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）；

2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；

3、格式要求：

①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。

②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下

2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放

100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。

③具体要求：

题目（二号黑体居中）；

摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋

体）；

关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；

正文部分采用三级标题；

第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)

1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）

1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）

参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。

实验一线性表的应用

一、实验目的：

1.掌握线性表的逻辑结果和存储结构特点；

2.掌握线性表的基本操作，如建立、查找、插入和删除等。

二、问题描述

创建一个班级学生信息表，包含“学号、姓名、性别、成绩”等信息。具有如下功能：

(1) 根据指定学生个数，逐个输入学生信息；

(2) 逐个显示学生表中所有学生的相关信息；

(3) 根据学号进行查找，返回此学生的学号和成绩；

(4) 给定一个学生信息，插入到表中指定的位置；

(5) 删除指定位置的学生记录；

三、数据结构设计（选用的数据元素逻辑结构和存储结构实现形式说明）

（1）逻辑结构设计：采用的线性结构，主要通过线性表实现各元素之间一对一的关系

（2）存储结构设计：采用顺序存储结构，顺序存储结构较为方便，直接在空间开辟一处存储空间存放数据，创建顺序表较简单，但是在插入和删除时效率明显较低。

（3）存储结构形式说明

typedef struct

{

char name[50];

char num[50];

int mark;

char genger[50]; } student; typedef struct

{

ElemType* elem;

int length;

} studentList;

四、算法设计

（1）算法列表（说明各个函数的名称，作用，完成什么操作）

（2）各函数间调用关系（画出函数之间调用关系）

1为创建结构体，无调用关系

主函数调用以上所有函数，其他函数之间没有调用关系

（3）关键算法描述

Status InitList(studentList* bl) //顺序表的初始化

{

//构造一个空的顺序表L

bl->elem = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * MAXSIZE);

if (!bl->elem)

exit(OVERFLOW); //存储分配失败

bl->length = 0; //空表长度为0

return OK;

}

void input(ElemType* e)

{

printf("学生姓名:");

scanf("%s", e->name);

printf("学生学号:");

scanf("%s", e->num);

printf("性别:");

scanf("%s", &e->genger);

printf("学生成绩:");

scanf("%d", &e->mark);

printf("***OK***\n\n");

}

void output(ElemType* e)

{

printf("学生姓名：%-10s 学生学号：%-10s 性别：%-10s 学生成绩：%-10d\n\n", e->name, e->num, e->genger,e->mark);

}

int LocateElem_Sq(studentList* bl, ElemType e) //顺序表的查找

{

//顺序表的查找

int i;

for (i = 0; i < bl->length; i++)

if (!strcmp(bl->elem[i].name, e.num))

return i + 1;

return 0;

}

Status InsertElem(studentList* bl, int i, ElemType e) //顺序表的插入

{

//在顺序表L中第i个位置之前插入新的元素e

int k;

if (i<1 || i>bl->length + 1)

return ERROR;

if (bl->length == MAXSIZE)

return ERROR;

for (k = bl->length - 1; k >= i - 1; k--)

bl->elem[k + 1] = bl->elem[k]; //插入位置及之后的元素后移

bl->elem[i - 1] = e; //将新元素e放入第i个位置

++bl->length; //表长增1

return OK;

}

Status DeleteElem(studentList* bl, char* i, char* e) //顺序表的删除

{

int k = 0;

while (k < bl->length && strcmp(bl->elem[k].name, i))

k++;

if (k != bl->length)

{

strcpy(e, bl->elem[k].name);

for (; k <= bl->length; k++)

bl->elem[k] = bl->elem[k + 1];

}

else

return ERROR;

--bl->length; //表长减1

return OK;

}

void menu()

{

printf("主菜单：\n");

printf(" 1.建立顺序表 ");printf("2.输入学生信息\n");

printf(" 3.查找 ");printf("4.插入\n");

printf(" 5.删除 ");printf("6.输出学生信息\n");

printf(" 7.退出\n\n");

}

五、调试记录

经过了多次调式，其中几次是因为缺少预编译头，也出现过输出的汉字出现乱码现象，通过多次改进解决了问题。同时在调试过程中，也出现了多出语法问题，后面进行了一一改正。在调试过程中出现中断的现象，在经过分析和探讨之后发现，是由于

没有建立顺序表就开始输入信息，导致程序停止运行。

六、运行说明（列出测试结果，包括输入和输出。这里的测试数据应该完整和严格，最好多于示例中所列数据）

在输入相关学生信息之后，能够正确输出。插入，删除，查找功能也能正常执行

相关测试结果如下图

以下附上源代码：

#include

#include

#include

#include

#define OK 1

#define ERROR 0

#define OVERFLOW -2

#define MAXSIZE 100 //顺序表可能达到的最大长度

typedef int Status; //Status 是函数返回值类型，其值是函数结果状态代码。

typedef struct

{

char name[50];

char num[50];

int mark;

char genger[50];

} student;

typedef student ElemType;

typedef struct

{

ElemType* elem; //存储空间的基地址

int length; //当前长度

} studentList;

Status InitList(studentList* bl) //顺序表的初始化

{

//构造一个空的顺序表L

bl->elem = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * MAXSIZE);

if (!bl->elem)

exit(OVERFLOW); //存储分配失败

bl->length = 0; //空表长度为0

return OK;

}

void input(ElemType* e)

{

printf("学生姓名:");

scanf("%s", e->name);

printf("学生学号:");

scanf("%s", e->num);

printf("性别:");

scanf("%s", &e->genger);

printf("学生成绩:");

scanf("%d", &e->mark);

printf("***OK***\n\n");

}

void output(ElemType* e)

{

printf("学生姓名：%-10s 学生学号：%-10s 性别：%-10s 学生成绩：%-10d\n\n", e->name, e->num, e->genger,e->mark);

}

int LocateElem_Sq(studentList* bl, ElemType e) //顺序表的查找

{

//顺序表的查找

int i;

for (i = 0; i < bl->length; i++)

if (!strcmp(bl->elem[i].name, e.num))

return i + 1;

return 0;

}

Status InsertElem(studentList* bl, int i, ElemType e) //顺序表的插入{

//在顺序表L中第i个位置之前插入新的元素e

int k;

if (i<1 || i>bl->length + 1)

return ERROR;

if (bl->length == MAXSIZE)

return ERROR;

for (k = bl->length - 1; k >= i - 1; k--)

bl->elem[k + 1] = bl->elem[k]; //插入位置及之后的元素后移

bl->elem[i - 1] = e; //将新元素e放入第i个位置

++bl->length; //表长增1 return OK;

}

Status DeleteElem(studentList* bl, char* i, char* e) //顺序表的删除{

int k = 0;

while (k < bl->length && strcmp(bl->elem[k].name, i))

k++;

if (k != bl->length)

{

strcpy(e, bl->elem[k].name);

for (; k <= bl->length; k++)

bl->elem[k] = bl->elem[k + 1];

}

else

return ERROR;

--bl->length; //表长减1

return OK;

}

void menu()

{

printf("主菜单：\n");

printf(" 1.建立顺序表 ");printf("2.输入学生信息\n");

printf(" 3.查找 ");printf("4.插入\n");

printf(" 5.删除 ");printf("6.输出学生信息\n"); printf(" 7.退出\n\n");

}

int main()

{

studentList bl;

int i, temp, a, choice, x;

ElemType b, e;

char res[20], c[10];

menu();

choice = -1;

while (choice != 7)

{

printf("请选择功能:");

scanf("%d", &choice);

switch (choice)

{

case 1: //创建顺序表

if (InitList(&bl))

printf("成功建立顺序表\n\n");

else

printf("顺序表建立失败\n\n");

break;

case 2:

printf("学生数量:");

scanf("%d", &x);

for (i=0;i

{

printf("第%d个:\n", i + 1);

input(&bl.elem[i]);

}

bl.length=x;

putchar('\n');

break;

case 3: //顺序表的查找

printf("请输入所要查找的学生姓名:");

scanf("%s", e.num);

temp = LocateElem_Sq(&bl, e);

if (temp != 0)

{

printf("该学生信息如下：\n");

output(&bl.elem[temp - 1]);

}

else

printf("查找失败！\n\n");

break;

case 4: //顺序表的插入

printf("请输入一个数，代表插入的位置:");

scanf("%d", &a);

printf("请输入所要插入学生信息:\n");

printf("学生姓名:");

scanf("%s", https://www.360docs.net/doc/da7317734.html,);

printf("学生学号:");

scanf("%s", b.num);

printf("性别:");

scanf("%s", b.genger);

printf("学生成绩:");

scanf("%d", &b.mark);

if (InsertElem(&bl, a, b))

printf("插入成功.\n\n");

else

printf("插入失败.\n\n");

break;

case 5: //顺序表的删除

printf("请输入所要删除的学生姓名:");

scanf("%s", c);

if (DeleteElem(&bl, c, res))

printf("删除成功.");

else

printf("删除失败.\n\n");

break;

case 6: //顺序表的输出

printf("当前学生总数为：%d\n", bl.length);

printf("当前顺序表为:\n");

for (i = 0; i < bl.length; i++)

output(&bl.elem[i]);

printf("\n");

break;

case 7:

printf("********************************END************************************\n");

break;

}

}

return 0;

}

实验二栈和队列的应用

一、实验目的：

1、掌握栈和队列的逻辑结构及存储结构；

2、运用栈和队列原理完成设计的内容。

二、问题描述

1、完成数字十进制到八进制的转换。

输入示例：

请输入需转换的数的个数：

3

请输入需转换的数：

28，58，190

输出示例：

转换结果为：

1、34

2、72

3、276

2、银行排队系统实现

功能要求：

（1）客户进入排队系统；

（2）客户离开；

（3）查询当前客户前面还有几人；

（4）查询截至目前总共办理多少客户。

输出要求：每进行一次操作后，输出当前排队成员情况。三、数据结构设计（选用的数据逻辑结构和存储结构实现形式说明）

（1）逻辑结构设计

采用的线性结构，主要通过线性表实现各元素之间一对一的关系

（2）存储结构设计

均采用顺序存储结构，顺序栈元素存放过程中，每个元素接连存储，先入栈的元素位于栈底，实现先进后出

队列通过循环队列的顺序表示实现元素的先进先出 （3）存储结构形式说明

存储结构，顺序栈定义栈顶和栈底指针，并定义栈的可用容量

四、算法设计

（1）算法列表（说明各个函数的名称，作用，完成什么操作）

序号 名称 函数表示符 操作说明

1 初始化 Stack_Init 构建一个空栈，分配存储空间

2 空栈 StackEmpty 判断是否为空栈

3 入栈 Stack_Pop 判断是否栈满之后，将元素压入栈顶 4

出栈

Stack_Push

判断是否栈空之后，将栈顶元素输出并删除

序号 名称 函数表示符 操作说明

1

初始化

InitQueue

构建一个空队列，分配存储空间

typedef struct { QElemType *base; //存储空间基地址 int front; //头指针 int rear; //尾指针 }SqQueue;

typedef struct{ SElemType *top; SElemType *base; int stacksize; }Stack;

（2）各函数间调用关系（画出函数之间调用关系）

函数之间没有互相调用的关系，直接由主函数调用

（3）关键算法描述 栈的初始化，分配储存空间 STATUS Stack_Init(Stack *s)

{ s->base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof (SElemType)); if (s->base == null)

return ERROR; s->top = s->base;

s->stacksize = STACK_INIT_SIZE; return OK;

}

判断是否为空栈

STATUS StackEmpty(Stack *s)

{ if (s->top == s->base)

return TRUE; else return FALSE; return OK;

}

实现入栈操作

STATUS Stack_Pop(Stack *s,SElemType *e) { if (s->top == s->base)

return ERROR; *e = *--s->top; return OK;

}

2 长度 QueueLength 返回队列长度

3 入队 EnQueue 将元素放入队尾，队尾指针加一 4

出栈

DeQueues

将队头元素输出，队头指针减一

Stack Init 函数 StacEmpty 函

Stack Pop 函数 Stack Push 函数

main 函数

InitQueue 函数 QueueLength 函数

EnQueue 函数 DeQueues 函数 main 函数

实现出栈操作，输出栈中元素

STATUS Stack_Push(Stack *s,SElemType e)

{

if(s->top - s->base >=STACK_INIT_SIZE)

{

s->base = (SElemType

*)realloc(s->base,(s->stacksize+STACK_INCRECEMENT)*sizeof(SElemType));

if(s->base == null)

return ERROR;

s->top = s->base + s->stacksize;

s->stacksize += STACK_INCRECEMENT;

}

*s->top++ = e;

return OK;

}

银行排队系统：

Status InitQueue(SqQueue &Q) //队列的初始化

{

Q.base=new QElemType[MAXSIZE];

if(!Q.base)

exit(OVERFLOW);

Q.front=Q.rear=0; //队列为空

return OK;

}

//计算排队人数

int QueueLength(SqQueue Q)

{

return(Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE; //返回Q元素长度

}

入队操作

Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e) //入队

{

if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front) //队满

return ERROR;

Q.base[Q.rear]=e;

Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE; //队尾指针加一

return OK;

}

出队操作

Status DeQueues(SqQueue &Q,QElemType &e) //出队

{

if(Q.front==Q.rear)

return ERROR; //队空

e=Q.base[Q.front];

Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE; //队头指针加一

return OK;

}

五、调试记录（调试过程中遇到的主要问题，是如何解决的，对设计和编码的回顾讨论和分析；改进设想等）

问题一的数制转换较为简单，未出现较为明显的错误和问题，在设计程序前，了解到转换的原理之后，就能够实现任意进制的转换了。

问题二出现了常识性错误：入队队尾指针加一，出队也弄成队尾指针加一，导致了不管出队入队排队人数都在增加，通过同学解答及网上搜索，最后得以改正。

六、运行说明

数制转换

银行排队系统

以下附上源代码：

数制转换：

#include

#include

#define SElemType int

#define STACK_INIT_SIZE 100

#define STACK_INCRECEMENT 10

#define STATUS int

#define ERROR 0

#define OK 1

#define null 0

#define TRUE 1

#define FALSE 0

typedef struct{

SElemType *top;

SElemType *base;

int stacksize;

}Stack;

STATUS Stack_Init(Stack *s)

{

s->base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));

if(s->base == null)return ERROR;

s->top = s->base;

s->stacksize = STACK_INIT_SIZE;

return OK;

}//若栈为空，返回TRUE，否则为FALSE

STATUS StackEmpty(Stack *s)

{

if(s->top == s->base)return TRUE;

else return FALSE;

return OK;

}

STATUS Stack_Pop(Stack *s,SElemType *e)

{

if(s->top == s->base)return ERROR;

*e = *--s->top;

return OK;

}

STATUS Stack_Push(Stack *s,SElemType e)

{

if(s->top - s->base >=STACK_INIT_SIZE)

{

s->base = (SElemType

*)realloc(s->base,(s->stacksize+STACK_INCRECEMENT)*sizeof(SElemType));

if(s->base == null)

return ERROR;

s->top = s->base + s->stacksize;

s->stacksize += STACK_INCRECEMENT;

}

*s->top++ = e;

return OK;

}

int main()

{

SElemType e;

int n,d,i=1;

while(i)

{

Stack s;

if(Stack_Init(&s))

{

printf("输入要转换的数：\n");

scanf("%d",&n);

printf("输入转换进制：\n");

scanf("%d",&d);

}

else printf("stack initial error!\n");

while(n)

{

Stack_Push(&s,n%d);

n /=d;

}

while(!StackEmpty(&s))

{

Stack_Pop(&s,&e);

printf("%d",e);

}

printf("\n");

printf("任意键继续，按0退出\n是否继续:");

scanf("%d",&i);

}

return 0;

}

银行排队系统：

#include

#include

#define OK 1

#define ERROR 0

#define TRUE 1

#define FALSE 0

#define OVERFLOW 2

#define MAXSIZE 200

#define STACKINCREMENT 10

typedef int Status;

typedef int QElemType;

typedef struct

{

QElemType *base; //存储空间基地址

int front; //头指针

int rear; //尾指针

}SqQueue;

Status InitQueue(SqQueue &Q) //队列的初始化

{

Q.base=new QElemType[MAXSIZE];

if(!Q.base)

exit(OVERFLOW);

Q.front=Q.rear=0; //队列为空

return OK;

}

int QueueLength(SqQueue Q)

{

return(Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE; //返回Q元素长度}

Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e) //入队

{

if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front) //队满

return ERROR;

Q.base[Q.rear]=e;

Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE; //队尾指针加一

return OK;

}

Status DeQueues(SqQueue &Q,QElemType &e) //出队

{

if(Q.front==Q.rear)

return ERROR; //队空

e=Q.base[Q.front];

Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE; //队头指针加一

return OK;

}

void main()

{

int key;

SqQueue Q;

QElemType e;

InitQueue(Q);

QElemType *E;

printf("\n请选择需要使用的功能： ");

printf("1.排队 \n");

printf("2.出队 ");

printf("3.查询目前排队人数\n");

printf("4.查询已办理人数 ");

printf("5.退出\n");

while(1)

{

scanf("%d",&key);

switch(key)

{

case 1:

E=(QElemType*)malloc(1*sizeof(QElemType));

char E;

if(EnQueue(Q,E))

printf("\n排队成功\n当前排队人数%d\n",QueueLength(Q));

break;

case 2:

if (DeQueues(Q,e))

printf("\n出队成功\n");

else printf("\n*******出队失败******\n");

printf("\n当前排队人数%d\n",QueueLength(Q));

break;

case 3:

printf("\n当前排队人数%d\n",QueueLength(Q));

break;

case 4:

printf("\n已办理用户人数%d\n",Q.front);

break;

case 5:

exit(1);

break;

}

}

}