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1、单链表的插入和删除实验报告优质资料(可以直接使用，可编辑 优质资料，欢迎下载）实验一、单链表的插入和删除一、目的了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构，掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。二、要求：建立一个数据域定义为字符串的单链表，在链表中不允许有重复的字符串；根据输入的字符串，先找到相应的结点，后删除之。三、程序源代码#includestdio.h#includestring.h#includestdlib.h#includectype.htypedef struct node /定义结点 char data10; /结点的数据域为字符串struct node *next; /结点
2、的指针域 ListNode;typedef ListNode * LinkList; / 自定义LinkList单链表类型LinkList CreatListR1(); /函数，用尾插入法建立带头结点的单链表ListNode *LocateNode(); /函数，按值查找结点void DeleteList(); /函数，删除指定值的结点void printlist(); /函数，打印链表中的所有值void DeleteAll(); /函数，删除所有结点，释放内存/=主函数=void main() char ch10,num10; LinkList head; head=CreatListR1(
3、); /用尾插入法建立单链表，返回头指针 printlist(head); /遍历链表输出其值 printf( Delete node (y/n):);/输入“y”或“n”去选择是否删除结点 scanf(%s,num); if(strcmp(num,y)=0 | strcmp(num,Y)=0) printf(Please input Delete_data:);scanf(%s,ch); /输入要删除的字符串 DeleteList(head,ch);printlist(head); DeleteAll(head); /删除所有结点，释放内存/=用尾插入法建立带头结点的单链表= LinkLis
4、t CreatListR1(void) char ch10; LinkList head=(LinkList)malloc(sizeof(ListNode); /生成头结点 ListNode *s,*r,*pp; r=head; r-next=NULL; printf(Input # to end ); /输入“#”代表输入结束 printf(Please input Node_data:); scanf(%s,ch); /输入各结点的字符串 while(strcmp(ch,#)!=0) pp=LocateNode(head,ch); /按值查找结点，返回结点指针 if(pp=NULL) /没
5、有重复的字符串，插入到链表中s=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode); strcpy(s-data,ch); r-next=s; r=s; r-next=NULL; printf(Input # to end ); printf(Please input Node_data:); scanf(%s,ch); return head; /返回头指针/=按值查找结点，找到则返回该结点的位置，否则返回NULL=ListNode *LocateNode(LinkList head, char *key) ListNode *p=head-next; /从开始结点比较
6、while(p&strcmp(p-data,key)!=0 ) /直到p为NULL或p-data为key止p=p-next; /扫描下一个结点 return p; /若p=NULL则查找失败，否则p指向找到的值key的结点/=删除带头结点的单链表中的指定结点=void DeleteList(LinkList head,char *key) ListNode *p,*r,*q=head; p=LocateNode(head,key); /按key值查找结点的 if(p=NULL ) /若没有找到结点，退出printf(position error);exit(0); while(q-next!=
7、p) /p为要删除的结点，q为p的前结点q=q-next; r=q-next; q-next=r-next; free(r); /释放结点/=打印链表=void printlist(LinkList head) ListNode *p=head-next; /从开始结点打印 while(p)printf(%s, ,p-data);p=p-next; printf(n);/=删除所有结点，释放空间=void DeleteAll(LinkList head) ListNode *p=head,*r; while(p-next)r=p-next;free(p);p=r; free(p);运行结果：加
8、的添加结点的代码：int Insert(ListNode *head) / the insert functionListNode *in,*p,*q;int wh;printf(input the insert node:);in=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode);in-next=NULL;p=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode);p-next=NULL;q=(ListNode *)malloc(sizeof(ListNode);q-next=NULL;if(!in)return 0;scanf(%s,in-data);
9、printf(input the place where you want to insert you data:);scanf(%d,&wh);for(p=head;wh0;p=p-next,wh-);q=p-next;p-next=in;in-next=q;return 1;运行结果：最后提示为OK 添加成功。实验心得：这个实验中 主要修改的是ch 和 num 把它们由指针改成数组 因为不改的话在后面delect函数中会出现没有地址的情况 找不到地址就不能执行功能 然后把locate函数的判断语句改一下 避免矛盾的出现。实验二、二叉树操作一、 目的掌握二叉树的定义、性质及存储方式，各种遍历
10、算法。二、 要求采用二叉树链表作为存储结构，完成二叉树的建立，先序、中序和后序以及按层次遍历的操作，求所有叶子及结点总数的操作。三、 程序源代码#includestdio.h#includestring.h#define Max 20 /结点的最大个数typedef struct node char data; struct node *lchild,*rchild;BinTNode; /自定义二叉树的结点类型typedef BinTNode *BinTree; /定义二叉树的指针int NodeNum,leaf; /NodeNum为结点数，leaf为叶子数/=基于先序遍历算法创建二叉树=/=
11、要求输入先序序列，其中加入虚结点“#”以示空指针的位置=BinTree CreatBinTree(void) BinTree T; char ch; if(ch=getchar()=#)return(NULL); /读入#，返回空指针 else T=(BinTNode *)malloc(sizeof(BinTNode); / 生成结点T-data=ch;T-lchild=CreatBinTree(); /构造左子树T-rchild=CreatBinTree(); /构造右子树return(T); /=NLR 先序遍历=void Preorder(BinTree T) if(T) printf(
12、%c,T-data); /访问结点Preorder(T-lchild); /先序遍历左子树Preorder(T-rchild); /先序遍历右子树 /=LNR 中序遍历= void Inorder(BinTree T) if(T) Inorder(T-lchild); /中序遍历左子树printf(%c,T-data); /访问结点Inorder(T-rchild); /中序遍历右子树 /=LRN 后序遍历=void Postorder(BinTree T) if(T) Postorder(T-lchild); /后序遍历左子树Postorder(T-rchild); /后序遍历右子树prin
13、tf(%c,T-data); /访问结点 /=采用后序遍历求二叉树的深度、结点数及叶子数的递归算法=int TreeDepth(BinTree T) int hl,hr,max; if(T)hl=TreeDepth(T-lchild); /求左深度hr=TreeDepth(T-rchild); /求右深度max=hlhr? hl:hr; /取左右深度的最大值NodeNum=NodeNum+1; /求结点数if(hl=0&hr=0) leaf=leaf+1; /若左右深度为0，即为叶子。return(max+1); else return(0);/=利用“先进先出”（FIFO）队列，按层次遍历二
14、叉树=void Levelorder(BinTree T) int front=0,rear=1; BinTNode *cqMax,*p; /定义结点的指针数组cq cq1=T; /根入队 while(front!=rear) front=(front+1)%NodeNum;p=cqfront; /出队printf(%c,p-data); /出队，输出结点的值 if(p-lchild!=NULL) rear=(rear+1)%NodeNum; cqrear=p-lchild; /左子树入队if(p-rchild!=NULL) rear=(rear+1)%NodeNum; cqrear=p-rc
15、hild; /右子树入队 /=主函数=void main() BinTree root; int i,depth; printf(n);printf(Creat Bin_Tree； Input preorder:);/输入完全二叉树的先序序列， / 用#代表虚结点，如ABD#CE#F# root=CreatBinTree(); /创建二叉树，返回根结点 do /从菜单中选择遍历方式，输入序号。printf(t* select *n);printf(t1: Preorder Traversaln); printf(t2: Iorder Traversaln);printf(t3: Postord
16、er traversaln);printf(t4: PostTreeDepth,Node number,Leaf numbern);printf(t5: Level Depthn); /按层次遍历之前，先选择4，求出该树的结点数。printf(t0: Exitn);printf(t*n);scanf(%d,&i); /输入菜单序号（0-5）switch (i)case 1: printf(Print Bin_tree Preorder: );Preorder(root); /先序遍历break;case 2: printf(Print Bin_Tree Inorder: );Inorder(r
17、oot); /中序遍历break;case 3: printf(Print Bin_Tree Postorder: );Postorder(root); /后序遍历break;case 4: depth=TreeDepth(root); /求树的深度及叶子数printf(BinTree Depth=%d BinTree Node number=%d,depth,NodeNum);printf( BinTree Leaf number=%d,leaf);break;case 5: printf(LevePrint Bin_Tree: );Levelorder(root); /按层次遍历break
18、;default: exit(1);printf(n); while(i!=0); 执行程序1. 先序遍历2. 中序遍历3. 后序遍历4. 结点数 叶子数 高度5.层次遍历自己设计的：abdhl#m#i#e#jn#cf#ko#g#1.预计先序遍历结果：abdhlmiejncfkog2.预计中序遍历结果：lhmdibenjafokcg3.预计后序遍历结果：lmhidnjebokfgca4.结点数 15 高度5 叶子数 6实际结果：实验心得：这次实验主要是要让我们熟练树及其相关知识 熟练掌握先序中序后序遍历，层次遍历 然后我们自己画一个图 会实现以上功能 以及叶子数 结点数还有高度的计算 程序里面
19、大量运用了递归以及队的应用， 实验三、图的遍历操作一、 目的掌握有向图和无向图的概念；掌握邻接矩阵和邻接链表建立图的存储结构；掌握DFS及BFS对图的遍历操作；了解图结构在人工智能、工程等领域的广泛应用。二、 要求采用邻接矩阵和邻接链表作为图的存储结构，完成有向图和无向图的DFS和BFS操作。三、 DFS和BFS 的基本思想深度优先搜索法DFS的基本思想：从图G中某个顶点Vo出发，首先访问Vo，然后选择一个与Vo相邻且没被访问过的顶点Vi访问，再从Vi出发选择一个与Vi相邻且没被访问过的顶点Vj访问，依次继续。如果当前被访问过的顶点的所有邻接顶点都已被访问，则回退到已被访问的顶点序列中最后一个
20、拥有未被访问的相邻顶点的顶点W，从W出发按同样方法向前遍历。直到图中所有的顶点都被访问。广度优先算法BFS的基本思想：从图G中某个顶点Vo出发，首先访问Vo，然后访问与Vo相邻的所有未被访问过的顶点V1，V2，Vt；再依次访问与V1，V2，Vt相邻的起且未被访问过的的所有顶点。如此继续，直到访问完图中的所有顶点。四、 程序源代码1 邻接矩阵作为存储结构的程序示例#includestdio.h#includestdlib.h#define MaxVertexNum 100 /定义最大顶点数typedef struct char vexsMaxVertexNum; /顶点表 int edgesMa
21、xVertexNumMaxVertexNum; /邻接矩阵，可看作边表 int n,e; /图中的顶点数n和边数eMGraph; /用邻接矩阵表示的图的类型/=建立邻接矩阵=void CreatMGraph(MGraph *G) int i,j,k; char a; printf(Input VertexNum(n) and EdgesNum(e): ); scanf(%d,%d,&G-n,&G-e); /输入顶点数和边数 scanf(%c,&a); printf(Input Vertex string:); for(i=0;in;i+) scanf(%c,&a); G-vexsi=a; /读
22、入顶点信息，建立顶点表 for(i=0;in;i+)for(j=0;jn;j+)G-edgesij=0; /初始化邻接矩阵 printf(Input edges,Creat Adjacency Matrixn); for(k=0;ke;k+) /读入e条边，建立邻接矩阵 scanf(%d%d,&i,&j); /输入边（Vi，Vj）的顶点序号 G-edgesij=1; G-edgesji=1; /若为无向图，矩阵为对称矩阵；若建立有向图，去掉该条语句 /=定义标志向量，为全局变量=typedef enumFALSE,TRUE Boolean;Boolean visitedMaxVertexNum
23、;/=DFS：深度优先遍历的递归算法=void DFSM(MGraph *G,int i) /以Vi为出发点对邻接矩阵表示的图G进行DFS搜索，邻接矩阵是0，1矩阵 int j; printf(%c,G-vexsi); /访问顶点Vi visitedi=TRUE; /置已访问标志 for(j=0;jn;j+) /依次搜索Vi的邻接点if(G-edgesij=1 & ! visitedj) DFSM(G,j); /（Vi，Vj）E，且Vj未访问过，故Vj为新出发点void DFS(MGraph *G) int i; for(i=0;in;i+)visitedi=FALSE; /标志向量初始化 f
24、or(i=0;in;i+)if(!visitedi) /Vi未访问过 DFSM(G,i); /以Vi为源点开始DFS搜索/=BFS：广度优先遍历=void BFS(MGraph *G,int k) /以Vk为源点对用邻接矩阵表示的图G进行广度优先搜索 int i,j,f=0,r=0; int cqMaxVertexNum; /定义队列 for(i=0;in;i+)visitedi=FALSE; /标志向量初始化 for(i=0;in;i+)cqi=-1; /队列初始化 printf(%c,G-vexsk); /访问源点Vk visitedk=TRUE; cqr=k; /Vk已访问，将其入队。注
25、意，实际上是将其序号入队 while(cqf!=-1) /队非空则执行 i=cqf; f=f+1; /Vf出队 for(j=0;jn;j+) /依次Vi的邻接点Vj if(G-edgesij=1 & !visitedj) /Vj未访问 printf(%c,G-vexsj); /访问Vj visitedj=TRUE; r=r+1; cqr=j; /访问过Vj入队 /=main=void main() int i; MGraph *G; G=(MGraph *)malloc(sizeof(MGraph); /为图G申请内存空间 CreatMGraph(G); /建立邻接矩阵 printf(Prin
26、t Graph DFS: ); DFS(G); /深度优先遍历 printf(n); printf(Print Graph BFS: ); BFS(G,3); /以序号为3的顶点开始广度优先遍历 printf(n);调试结果：自己画的图： 1对应顶点下标0 以此类推 9对应下标8预计运行结果：DFS:012345678BFS:324105687对应我这个图：DFS：123456789BFS：435216798实验心得：图在数据结构中是相当重要的一部分 联系很多现实问题 图的根本就是顶点和边 通过顶点和边建立邻接矩阵以及邻接链表 广度搜索和深度搜索是此算法着重关注的地方。要学会自己画图 然后写出
27、这两种搜索的结果，程序中用了队的算法 是亮点 通过TRUE和FAUSE来标记顶点是否以及访问 避免重复 实验四、排序一、 目的掌握各种排序方法的基本思想、排序过程、算法实现，能进行时间和空间性能的分析，根据实际问题的特点和要求选择合适的排序方法。二、 要求实现直接排序、冒泡、直接选择、快速、堆、归并排序算法。比较各种算法的运行速度。三、 程序示例#includestdio.h#includestdlib.h#define Max 100 /假设文件长度typedef struct /定义记录类型 int key; /关键字项RecType;typedef RecType SeqListMax+
28、1; /SeqList为顺序表，表中第0个元素作为哨兵int n; /顺序表实际的长度1、 直接插入排序的基本思想：每次将一个待排序的记录，按其关键字大小插入到前面已排序好的子文件中的适当位置，直到全部记录插入完成为止。/=直接插入排序法=void InsertSort(SeqList R) /对顺序表R中的记录R1n按递增序进行插入排序 int i,j; for(i=2;i=n;i+) /依次插入R2，Rn if(Ri.keyRi-1.key) /若Ri.key大于等于有序区中所有的keys，则Ri留在原位 R0=Ri;j=i-1; /R0是Ri的副本 do /从右向左在有序区R1i-1中查
29、找Ri的位置Rj+1=Rj; /将关键字大于Ri.key的记录后移j-; while(R0.keyRj.key); /当Ri.keyRj.key 是终止 Rj+1=R0; /Ri插入到正确的位置上/endif2、 冒泡排序的基本思想：设想被排序的记录数组R1n垂直排序。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则，从下往上扫描数组R，凡扫描到违反本原则的轻气泡，就使其向上“漂浮”（交换），如此反复进行，直到最后任意两个气泡都是轻者在上，重者在下为止。/=冒泡排序=typedef enumFALSE,TRUE Boolean; /FALSE为0，TRUE为1void BubbleSort(SeqList R
30、) /自下向上扫描对R做冒泡排序 int i,j; Boolean exchange; /交换标志 for(i=1;i=i;j-) /对当前无序区Rin 自下向上扫描 if(Rj+1.keyRj.key) /两两比较，满足条件交换记录R0=Rj+1; /R0不是哨兵，仅做暂存单元Rj+1=Rj;Rj=R0;exchange=TRUE; /发生了交换，故将交换标志置为真 if(! exchange) /本趟排序未发生交换，提前终止算法 return; /endfor（为循环）3、 快速排序的基本思想：在待排序的n个记录中任取一个记录（通常取第一个记录），把该记录作为支点（又称基准记录）（pivo
31、t），将所有关键字比它小的记录放置在它的位置之前，将所有关键字比它大的记录放置在它的位置之后(称之为一次划分过程)。之后对所分的两部分分别重复上述过程，直到每部分只有一个记录为止。/1.=一次划分函数=int Partition(SeqList R,int i,int j) / 对Rij做一次划分，并返回基准记录的位置 RecType pivot=Ri; /用第一个记录作为基准 while(ij) /从区间两端交替向中间扫描，直到i=jwhile(i=pivot.key) /基准记录pivot相当与在位置i上 j-; /从右向左扫描，查找第一个关键字小于pivot.key的记录Rjif(ij)
32、 /若找到的Rj.key pivot.key，则Ri+=Rj; /交换Ri和Rj，交换后i指针加1while(ij &Ri.key=pivot.key) /基准记录pivot相当与在位置j上i+; /从左向右扫描，查找第一个关键字小于pivot.key的记录Riif(i pivot.key，则Rj-=Ri;/交换Ri和Rj，交换后j指针减1 Ri=pivot; /此时，i=j，基准记录已被最后定位 return i; /返回基准记录的位置/2.=快速排序=void QuickSort(SeqList R,int low,int high) /Rlow.high快速排序 int pivotpos
33、; /划分后基准记录的位置 if(lowhigh) /仅当区间长度大于1时才排序pivotpos=Partition(R,low,high); /对Rlow.high做一次划分，得到基准记录的位置QuickSort(R,low,pivotpos-1); /对左区间递归排序QuickSort(R,pivotpos+1,high); /对右区间递归排序 4、 直接选择排序的基本思想：第i趟排序开始时，当前有序区和无序区分别为R1i-1和Rin（1in-1），该趟排序则是从当前无序区中选择出关键字最小的记录Rk，将它与无序区的的第一个记录Ri交换，有序区增加一个记录，使R1i,和Ri+1n分别为新的
34、有序区和新的无序区。如此反复进行，直到排序完毕。/=直接选择排序=void SelectSort(SeqList R) int i,j,k; for(i=1;in;i+) /做第i趟排序（1in-1）k=i;for(j=i+1;j=n;j+) /在当前无序区Rin中选key最小的记录Rkif(Rj.keyRk.key)k=j; /k记下目前找到的最小关键字所在的位置if(k!=i) / /交换Ri和RkR0=Ri;Ri=Rk;Rk=R0; /endif /endfor5、 堆排序的基本思想：它是一种树型选择排序，特点是：在排序的过程中，将R1n看成是一个完全二叉树的顺序存储结构，利用完全二叉树
35、中双亲结点和孩子结点之间的内在关系，在当前无序区中选择关键字最大（或最小）的记录。即：把待排序文件的关键字存放在数组R1n子中，将R看成是一棵二叉树，每个结点表示一个记录，源文件的第一个记录R1作为二叉树的根，以下各记录R2n依次逐层从左到右排列，构成一棵完全二叉树，任意结点Ri的左孩子是R2i，右孩子是R2i+1，双亲是Ri/2。对这棵完全二叉树的结点进行调整，使各结点的关键字满足下列条件：Ri.keyR2i.key并且Ri.keyR2i+1.key 称小堆根或 Ri.keyR2i.key并且Ri.keyR2i+1.key 称大堆根/=大根堆调整函数=void Heapify(SeqList R,int low,int high) / 将Rlow.high调整为大根堆，除Rlow外，其余结点均满足堆性质 int large; /large指向调整结点的左、右孩子结点中关键字较大者 RecType temp=Rlow; /暂存调整结点 for(large=2*low; largehigh,则表示Rlow是叶子，调整结束；否则先令large指向Rlow的左孩子if(largehigh & Rlarge.keyRlarge+1.key)large