数据结构实验报告
数据结构实验报告1
一.实验内容：
实现哈夫曼编码的生成算法。
二.实验目的：
1、使学生熟练掌握哈夫曼树的生成算法。
2、熟练掌握哈夫曼编码的方法。
三.问题描述：
已知n个字符在原文中出现的频率，求它们的哈夫曼编码。
1、读入n个字符，以及字符的权值，试建立一棵Huffman树。
2、根据生成的Huffman树，求每个字符的Huffman编码。并对给定的待编码字符序列进行编码，并输出。
四.问题的实现
(1)郝夫曼树的存储表示
typedef struct{
unsigned int weight;
unsigned int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree; //动态分配数组存储郝夫曼树
郝夫曼编码的存储表示
typedef char* *HuffmanCode;//动态分配数组存储郝夫曼编码
(2)主要的实现思路：
a.首先定义郝夫曼树的存储形式，这里使用了数组
b.用select遍历n个字符，找出权值最小的两个
c.构造郝夫曼树HT，并求出n个字符的郝夫曼编码HC
总结
1.基本上没有什么太大的问题，在调用select这个函数时，想把权值最小的两个结点的序号带回HuffmanCoding，所以把那2个序号设置成了引用。
2.在编程过程中，在什么时候分配内存，什么时候初始化花的时间比较长
3.最后基本上实现后，发现结果仍然存在问题，经过分步调试，发现了特别低级的输入错误。把HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;中的s2写成了i
附：
//动态分配数组存储郝夫曼树
typedef struct{
int weight; //字符的.权值
int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;
//动态分配数组存储郝夫曼编码
typedef char* *HuffmanCode;
//选择n个(这里是k=n)节点中权值最小的两个结点
void Select(HuffmanTree &HT,int k,int &s1,int &s2)
{ int i;
i=1;
while(i<=k && HT[i].parent!=0)i++;
//下面选出权值最小的结点，用s1指向其序号
s1=i;
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(HT[i].parent==0&&HT[i].weight
}
//下面选出权值次小的结点，用s2指向其序号
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(HT[i].parent==0&&i!=s1)break;
}
s2=i;
for(i=1;i<=k;i++)
{
if(HT[i].parent==0&&i!=s1&&HT[i].weight
}
}
//构造Huffman树，求出n个字符的编码
void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n)
{
int m,c,f,s1,s2,i,start;
char *cd;
if(n<=1)return;
m=2*n-1; //n个叶子n-1个结点
HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); //0号单元未用，预分配m+1个单元
HuffmanTree p=HT+1;
w++; //w的号单元也没有值，所以从号单元开始
for(i=1;i<=n;i++,p++,w++)
{
p->weight=*w;
p->parent=p->rchild=p->lchild=0;
}
for(;i<=m;++i,++p)
{
p->weight=p->parent=p->rchild=p->lchild=0;
}
for(i=n+1;i<=m;i++)
{
Select(HT,i-1,s1,s2); //选出当前权值最小的
HT[s1].parent=i;
HT[s2].parent=i;
HT[i].lchild=s1;
HT[i].rchild=s2;
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
}
//从叶子到根逆向求每个字符的郝夫曼编码
HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*)); //分配n个字符编码的头指针变量
cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); //分配求编码的工作空间
cd[n-1]='';//编码结束符
for(i=1;i<=n;i++) //逐个字符求郝夫曼编码
{
start=n-1; //编码结束符位置
for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent) //从叶子到根逆向求编码
{
if(HT[f].lchild==c)cd[--start]='0';
else
cd[--start]='1';
}
HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char)); //为第i个字符编码分配空间
strcpy(HC[i],&cd[start]);//从cd复制编码到HC
}
free(cd); //释放工作空间
}
void main
{ int n,i;
int* w; //记录权值
char* ch; //记录字符
HuffmanTree HT;
HuffmanCode HC;
cout<<"请输入待编码的字符个数n=";
cin>>n;
w=(int*)malloc((n+1)*sizeof(int)); //记录权值，号单元未用
ch=(char*)malloc((n+1)*sizeof(char));//记录字符，号单元未用
cout<<"依次输入待编码的字符data及其权值weight"<
for(i=1;i<=n;i++)
{
cout<<"data["<
}
数据结构实验报告2
一、实验目的及要求
1)掌握栈和队列这两种特殊的线性表，熟悉它们的特性，在实际问题背景下灵活运用它们。
本实验训练的要点是“栈”和“队列”的观点;
二、实验内容
1) 利用栈，实现数制转换。
2) 利用栈，实现任一个表达式中的语法检查(选做)。
3) 编程实现队列在两种存储结构中的基本操作(队列的初始化、判队列空、入队列、出队列);
三、实验流程、操作步骤或核心代码、算法片段
顺序栈：
Status InitStack(SqStack &S)
{
S.base=(ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(ElemType));
if(!S.base)
return ERROR;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return OK;
}
Status DestoryStack(SqStack &S)
{
free(S.base);
return OK;
}
Status ClearStack(SqStack &S)
{
S.top=S.base;
return OK;
}
Status StackEmpty(SqStack S)
{
if(S.base==S.top)
return OK;
return ERROR;
}
int StackLength(SqStack S)
{
return S.top-S.base;
}
Status GetTop(SqStack S,ElemType &e)
{
if(S.top-S.base>=S.stacksize)
{
S.base=(ElemType *)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemType));
if(!S.base) return ERROR;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
return OK;
}
Status Push(SqStack &S,ElemType e)
{
if(S.top-S.base>=S.stacksize)
{
S.base=(ElemType *)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemType));
if(!S.base)
return ERROR;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
return OK;
}
Status Pop(SqStack &S,ElemType &e)
{
if(S.top==S.base)
return ERROR;
e=*--S.top;
return OK;
}
Status StackTraverse(SqStack S)
{
ElemType *p;
p=(ElemType *)malloc(sizeof(ElemType));
if(!p) return ERROR;
p=S.top;
while(p!=S.base)//S.top上面一个...
{
p--;
printf("%d ",*p);
}
return OK;
}
Status Compare(SqStack &S)
{
int flag,TURE=OK,FALSE=ERROR;
ElemType e,x;
InitStack(S);
flag=OK;
printf("请输入要进栈或出栈的元素：");
while((x= getchar)!='#'&&flag)
{
switch (x)
{
case '(':
case '[':
case '{':
if(Push(S,x)==OK)
printf("括号匹配成功! ");
break;
case ')':
if(Pop(S,e)==ERROR || e!='(')
{
printf("没有满足条件 ");
flag=FALSE;
}
break;
case ']':
if ( Pop(S,e)==ERROR || e!='[')
flag=FALSE;
break;
case '}':
if ( Pop(S,e)==ERROR || e!='{')
flag=FALSE;
break;
}
}
if (flag && x=='#' && StackEmpty(S))
return OK;
else
return ERROR;
}
链队列：
Status InitQueue(LinkQueue &Q)
{
Q.front =Q.rear=
(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if (!Q.front) return ERROR;
Q.front->next = NULL;
return OK;
}
Status DestoryQueue(LinkQueue &Q)
{
while(Q.front)
{
Q.rear=Q.front->next;
free(Q.front);
Q.front=Q.rear;
}
return OK;
}
Status QueueEmpty(LinkQueue &Q)
{
if(Q.front->next==NULL)
return OK;
return ERROR;
}
Status QueueLength(LinkQueue Q)
{
int i=0;
QueuePtr p,q;
p=Q.front;
while(p->next)
{
i++;
p=Q.front;
q=p->next;
p=q;
}
return i;
}
Status GetHead(LinkQueue Q,ElemType &e)
{
QueuePtr p;
p=Q.front->next;
if(!p)
return ERROR;
e=p->data;
return e;
}
Status ClearQueue(LinkQueue &Q)
{
QueuePtr p;
while(Q.front->next )
{
p=Q.front->next;
free(Q.front);
Q.front=p;
}
Q.front->next=NULL;
Q.rear->next=NULL;
return OK;
}
Status EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType e)
{
QueuePtr p;
p=(QueuePtr)malloc(sizeof (QNode));
if(!p)
return ERROR;
p->data=e;
p->next=NULL;
Q.rear->next = p;
Q.rear=p; //p->next 为空
return OK;
}
Status DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &e)
{
QueuePtr p;
if (Q.front == Q.rear)
return ERROR;
p = Q.front->next;
e = p->data;
Q.front->next = p->next;
if (Q.rear == p)
Q.rear = Q.front; //只有一个元素时(不存在指向尾指针)
free (p);
return OK;
}
Status QueueTraverse(LinkQueue Q)
{
QueuePtr p,q;
if( QueueEmpty(Q)==OK)
{
printf("这是一个空队列! ");
return ERROR;
}
p=Q.front->next;
while(p)
{
q=p;
printf("%d<- ",q->data);
q=p->next;
p=q;
}
return OK;
}
循环队列：
Status InitQueue(SqQueue &Q)
{
Q.base=(QElemType*)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType));
if(!Q.base)
exit(OWERFLOW);
Q.front=Q.rear=0;
return OK;
}
Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e)
{
if((Q.rear+1)%MAXQSIZE==Q.front)
return ERROR;
Q.base[Q.rear]=e;
Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE;
return OK;
}
Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e)
{
if(Q.front==Q.rear)
return ERROR;
e=Q.base[Q.front];
Q.front=(Q.front+1)%MAXQSIZE;
return OK;
}
int QueueLength(SqQueue Q)
{
return(Q.rear-Q.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;
}
Status DestoryQueue(SqQueue &Q)
{
free(Q.base);
return OK;
}
Status QueueEmpty(SqQueue Q) //判空
{
if(Q.front ==Q.rear)
return OK;
return ERROR;
}
Status QueueTraverse(SqQueue Q)
{
if(Q.front==Q.rear)
printf("这是一个空队列!");
while(Q.front%MAXQSIZE!=Q.rear)
{
printf("%d<- ",Q.base[Q.front]);
Q.front++;
}
return OK;
}
数据结构实验报告3
《数据结构与算法》实验报告
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实验项目
实验一 二叉树的应用
实验目的
1、进一步掌握指针变量的含义及应用。
2、掌握二叉树的结构特征，以及各种存储结构的特点及使用范围。
3、掌握用指针类型描述、访问和处理二叉树的运算。
实验内容
题目1:编写一个程序，采用一棵二叉树表示一个家谱关系。要求程序具有如下功能：
（1）用括号表示法输出家谱二叉树，
（2）查找某人的所有儿子，
（3）查找某人的所有祖先。
算法设计分析
（一）数据结构的定义
为了能够用二叉树表示配偶、子女、兄弟三种关系，特采用以下存储关系，则能在二叉树上实现家谱的各项运算。
二叉树型存储结构定义为：
typedef struct SNODE
{char name[MAX]; //人名
struct SNODE *left;//指向配偶结点
struct SNODE *right; //指向兄弟或子女结点
}FNODE;
（二）总体设计
实验由主函数、家谱建立函数、家谱输出函数、儿子查找函数、祖先查找函数、结点定位函数、选择界面函数七个函数共同组成。其功能描述如下：
（1）主函数：统筹调用各个函数以实现相应功能
void main()
（2）家谱建立函数：与用户交互建立家族成员对应关系
void InitialFamily(FNODE *&head) //家谱建立函数
（3）家谱输出函数：用括号表示法输出家谱
输出形式为：父和母（子1和子妻1（孙1），子2和子妻2（孙2））
void PrintFamily(FNODE *head) //家谱输出函数
（4）儿子查找函数：在家谱中查找到某人所有的子女并输出，同时也能辨别出其是否为家族成员与是否有子女
void FindSon(FNODE *b,char p[]) //儿子查找函数
（5）祖先查找函数：在家谱中查找到某人所有的祖先并输出，同时也能辨别出其是否为家族中成员。
int FindAncestor(FNODE *head,char son[ ]) //祖先查找函数
（6）结点定位函数：在家谱中找到用户输入人名所对应的结点。
FNODE *findnode(FNODE *b,char p[]) //结点定位函数
（7）选择界面函数：为便于编写程序，将用户选择部分独立为此函数。
void PRINT(int &n)
（三）各函数的详细设计：
void InitialFamily(FNODE *&head) //家谱建立函数
1：首先建立当前人的信息，将其左右结点置为空，
2：然后让用户确定其是否有配偶，如果没有配偶，则当前程序结束，
3：如果有则建立其配偶信息，并将配偶结点赋给当前人的左结点；
4：再让用户确定其是否有子女，如果有则递归调用家谱建立函数建立子女结点，并将其赋给配偶结点的下一个右结点。
5：如无，则程序结束
void PrintFamily(FNODE *head) //家谱输出函数
1：首先判断当前结点是否为空，如果为空则结束程序；
2：如果不为空，则输出当前结点信息，
3：然后判断其左结点（配偶结点）是否为空，如不为空则输出“和配偶信息。
4：再判断配偶结点的右结点是否为空，如不为空则递归调用输出其子女信息，最后输出“）”；
5：当配偶结点为空时，则判断其右结点（兄弟结点）是否为空
6：如果不为空，则输出“，”，并递归调用输出兄弟信息
7程序结束
FNODE *findnode(FNODE *b,char p[]) //结点定位函数
1：当前结点是否为空，为空则返回空；
2：如果和查找信息相同，则返回当前结点；
3：如不然，则先后递归访问其左结点，再不是则递归访问右结点
void FindSon(FNODE *b,char p[]) //儿子查找函数
1：在家谱中定位到要查找的结点，如无则输出“查找不到此人”
2：判断其配偶结点与子女结点是否为空，为空则输出“无子女”
3：不为空则输出其配偶结点的所有右结点（子女结点）。
int FindAncestor(FNODE *head,char son[ ]) //祖先查找函数
1：先在家谱中定位到要查找的结点，如为空输出“不存在此人”，程序结束
2：先将父母结点入栈，当栈为空时程序结束，
3：栈不为空时，判断栈顶元素是否已访问过，
4：访问过，再判断是否为查找结点，如是则输出栈中保存的其祖先结点，并滤过其兄弟结点不输出；不是查找结点，则退栈一个元素
5：未访问过，则取当前栈顶元素，置访问标志——1，同时取其右结点
6：栈不为空或当前所取结点不为空时，转到2；
实验测试结果及结果分析
（一）测试结果
（二）结果分析
（略）
实验总结
（略）
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