数据结构实验报告

article/2025/10/4 18:36:01

数据结构与算法实验一（顺序表的操作）

一、实验目的

1．掌握线性表的顺序存储结构的表示和实现方法。
2．掌握顺序表基本操作的算法实现。
3．了解顺序表的应用。

二、实验内容

1．建立顺序表。
2．在顺序表上实现插入、删除和查找操作（验证性内容）。
3．删除有序顺序表中的重复元素（设计性内容）。
4．完成一个简单学生成绩管理系统的设计（应用性设计内容）。

三、实验的软硬件环境要求

硬件环境要求：
PC机（单机）
使用的软件名称、版本号以及模块：
Windows环境下的VC++等。

四、知识准备

前期要求熟练掌握了C语言的编程规则、方法和顺序表的基本操作算法。

五、验证性实验

1．实验要求

编程实现如下功能：
（1）根据输入顺序表的长度n和各个数据元素值建立一个顺序表，并输出顺序表中各元素值，观察输入的内容与输出的内容是否一致。
（2）在顺序表的第i个元素之前插入一个值为x的元素，并输出插入后的顺序表中各元素值。
（3）删除顺序表中第i个元素，并输出删除后的顺序表中各元素值。
（4）在顺序表中查找第i个元素，如果查找成功，则显示“查找成功”和该元素在顺序表中的位置，否则显示“查找失败”。

2. 实验相关原理：

线性表的顺序存储结构称为顺序表，顺序表的存储结构描述为：

#define MAXLEN  30  /*线性表的最大长度*/
typedef struct 
{   Elemtype  elem[MAXLEN]; /*顺序表中存放元素的数组，其中elemtype为抽象数据类型，在程序具体实现时可以用任意类型代替*/int length;   /*顺序表的长度，即元素个数*/}Sqlist;   /*顺序表的类型*/

【核心算法提示】
1．顺序表插入操作的基本步骤：要在顺序表中的第i个数据元素之前插入一个数据元素x,首先要判断插入位置i是否合法，假设线性表的表长为n，则i的合法值范围：1≤i≤n+1，若是合法位置，就再判断顺序表是否满，如果满，则增加空间或结束操作，如果不满，则将第i个数据元素及其之后的所有数据元素都后移一个位置，此时第i个位置已经腾空，再将待插入的数据元素x插入到该位置上，最后将线性表的表长增加1。
2．顺序表删除操作的基本步骤：要删除顺序表中的第i个数据元素，首先仍然要判断i的合法性，i 的合法范围是1≤i≤n，若是合法位置，则将第i个数据元素之后的所有数据元素都前移一个位置，最后将线性表的表长减1。
3．顺序表查找操作的基本步骤：要在顺序表中查找一个给定值的数据元素，则可以采用顺序查找的方法，从顺序表中第1个数据元素开始依次将数据元素值与给定值进行比较，若相等则返回该数据元素在顺序表中的位置，否则返回0值。
【核心算法描述】

status Sqlist_insert(Sqlist &L,int i,Elemtype x)/*在顺序表L中第i个元素前插入新元素x*/
{ if (i<1||i>L.length+1) return ERROR; /*插入位置不正确则出错*/if (L.length>=MAXLEN)  return OVERFLOW; 
/*顺序表L中已放满元素，再做插入操作则溢出*/for(j=L.length-1;j>=i-1;j--)L.elem[j+1]=L.elem[j];/*将第i个元素及后续元素位置向后移一位*/L.elem[i-1]=x;   /*在第i个元素位置处插入新元素x*/L.length++;    /*顺序表L的长度加1*/return OK;}
status Sqlist_delete(Sqlist &L,int i,Elemtype &e)/*在顺序表L中删除第i个元素*/
{ if (i<1||i>L.length)  return ERROR; /*删除位置不正确则出错*/
for(j=i;j<=L.length-1;j++) L.elem[j-1]=L.elem[j]; /*将第i+1个元素及后继元素位置向前移一位*/L.length--;   /*顺序表L的长度减1*/return OK； }
int Sqlist_search(Sqlist L,Elemtype x)/* 在顺序表中查找值为x的元素，如果找到，则函数返回该元素在顺序表中的位置，否则返回0*/
{ for (i=0;i<L.length&&L.elem[i]!=x;i++);
/*从第一个元素开始依次将每个元素值与给定值x比较*/if (i<L.length)return  i;else return  o;
}

3．学生实验代码

#include "stdio.h"
#define MaxSize 50typedef struct node{int elem [MaxSize];int length;}Sqlist;Sqlist creat(Sqlist L,int n){int i=0;for(i=0;i<n;i++){int x;printf("请输入值：");scanf("%d",&x);L.elem [i]=x;}L.length =n;return L;}void print(Sqlist L){for(int i=0;i<L.length;i++)printf("%4d",L.elem [i]);printf("\n");}Sqlist Sqlist_insert(Sqlist L,int i,int x){if(i<1||i>L.length )printf("error");if(L.length >=MaxSize)printf("overflow");for(int j=L.length-1;j>=i-1;j--)L.elem [j+1]=L.elem [j];L.elem [i-1]=x;L.length++;return L;}
Sqlist Sqlist_delete(Sqlist &L,int i,int e)
{if(i<1||i>L.length )printf("error");
//		if(L.length >=MaxSize)
//		printf("overflow");for(int j=i;j<=L.length-1;j++)L.elem [j-1]=L.elem [j];L.length--;return L;
}
int Sqlist_search(Sqlist L,int x)
{int i;for(i=0;i<L.length&&L.elem [i]!=x;++i);if(i<L.length )return i;elsereturn -1;
}
int main()
{Sqlist head;int n,k,i,x;printf("请输入n的值：");scanf("%d",&n);head=creat(head,n);print(head);printf("请输入插入i位置的值：");scanf("%d",&i);printf("请输入要插入x的值：");scanf("%d",&x);head=Sqlist_insert(head,i,x);print(head);printf("请输入要删除的i位置的值：");scanf("%d",&i);head=Sqlist_delete(head,i,x);print(head);printf("请输入要查找的值：");scanf("%d",&x);k=Sqlist_search(head,x);if(k==-1)printf("NOT found\n");else printf("要查找的%d在%d位置上",x,k+1);return 0;
}

4．运行结果

在这里插入图片描述

六、设计性实验(以下两个设计题目学生可根据自己的掌握程度或兴趣自行选择完成)

1．编程实现删除有序顺序表中的所有重复元素，即使有序顺序表中相同的元素只保留一个。

⑴ 实验要求
① 根据输入的n个非递减的有序数据建立一个有序顺序表，并输出有序顺序表中各元素值。
② 删除有序顺序表中所有的重复元素，并显示删除后的有序顺序表中各元素值。
⑵ 核心算法提示

要在有序顺序表中删除重复的元素，首先就要抓住有序顺序表的特性：重复的元素总是在相邻的位置上，如：12，15，15，15，35，56，56，78。则删除重复元素后所得的有序表为：12，15，35，56，78。下面给出大致的操作步骤：从第1个元素开始，依次将它与后面相邻的元素进行比较，如果相等则将前面那个相等的元素从顺序表中删除；如果不相等，则继续往下比较，如此重复，直到最后一个元素为止。

⑶ 核心算法描述
   Sqlist delSqlist(Sqlist L)
{int i=0,j;while(i<L.length-1)if (L.elem[i]==L.elem[i+1])   /*如果第i个及第i+1个相邻元素值相等*/{ for (j=i+1;j<L.length;j++)   /*将第i+1个元素及其之后的所有元素前移一个位地置，以达到删除第i个元素的目的*/L.elem[j-1]=L.elem[j];L.length--;        /*有序顺序表的表长减1*/}elsei++;return L;
}

2．编程实现一个简单学生成绩表的操作。
实验要求
此系统的功能包括：
① 查询：按特定的条件查找学生
② 修改：按学号对某个学生的某门课程成绩进行修改
③ 插入：增加新学生的信息
④ 删除：按学号删除已退学的学生的信息。
学生成绩表的数据如下：
学号 姓名 性别 大学英语 高等数学
2008001 Alan F 93 88
2008002 Danie M 75 69
2008003 Helen M 56 77
2008004 Bill F 87 90
2008006 Peter M 79 86
2008006 Amy F 68 75
要求采用顺序存储结构来实现对上述成绩表的相关操作。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_STR_LEN 20
#define MAX_STUDENT_NUM 10
typedef struct student{int id;char name[7];char sex[5];int English;int Math;
}STUDENT;
int Insert(STUDENT student[],int num);
void PrintLine(STUDENT student[],int num);
int Search(STUDENT student[],int student_id);
int Delete(STUDENT student[],int student_id);
int main(void){STUDENT a[MAX_STUDENT_NUM];int res,num,student_id;int command;while(1){printf("%s","1.插入学生信息\n2.删除学生信息\n3.查询学生信息\n4.显示学生信息\n5.exit\n");scanf("%d",&command);printf("\n");fflush(stdin);switch(command){case 1:printf("输出学生人数：");scanf("%d",&num);fflush(stdin);if(num>MAX_STUDENT_NUM){printf("Exceeds the maximum\n");continue;}res=Insert(a,num);if(res==2){printf("success!\n");}else{printf("false!\n");}break;case 2:printf("输入学生学号：");scanf("%d",&student_id);fflush(stdin);res=Search(a,student_id);if(res==-1){printf("the student is not exist\n");}else{Delete(a,res);num=num-1;}break;case 3:printf("输入查询的学号：");scanf("%d",&student_id);fflush(stdin);res=Search(a,student_id);if(res==-1){printf("the student is not exist\n");}else{printf("学号     姓名         性别         大学英语         大学数学\n");printf("%d%9s%9s%17d%17d\n",a[res-1].id ,a[res-1].name ,a[res-1].sex,a[res-1].English,a[res-1].Math);}break;case 4:PrintLine(a,num);break;case 5:return 0;default :printf("input error!\n");break;}}return 0;}
int Insert(STUDENT student[],int num){int i;int res;for(i=0;i<=num-1;i++){printf("input the student id:");res=scanf("%d",&student[i].id);fflush(stdin);if(res==0){printf("error!input again：");res=scanf("%d",&student[i].id);}printf("input the student name：");scanf("%s",&student[i].name);printf("input the student sex:");scanf("%s",&student[i].sex);printf("input the student English：");scanf("%d",&student[i].English);printf("input the student Math：");scanf("%d",&student[i].Math);printf("已录入！\n");fflush(stdin);if(res==0){printf("error!input again\n");res=scanf("%d",&student[i].id);}}return 2;
}void PrintLine(STUDENT student[],int num){int i;if(num==0){printf("the student array is null\n");}else{printf("学号     姓名         性别         大学英语         大学数学\n");for(i=0;i<num;i++){printf("%d%9s%9s%17d%17d",student[i].id ,student[i].name ,student[i].sex,student[i].English,student[i].Math);printf("\n");}}
}
int Search(STUDENT student[],int student_id){int i;for(i=0;i<=MAX_STUDENT_NUM;i++){if(student[i].id==student_id){return i+1;}}return -1;
}int Delete(STUDENT student[],int student_id){int j;for(j=student_id;j<=MAX_STUDENT_NUM;j++){student[j-1].id=student[j].id;strcpy(student[j-1].name,student[j].name);strcpy(student[j-1].sex,student[j].sex);student[j-1].English=student[j].English;student[j-1].Math=student[j].Math;}printf("success!\n");return 1;
}

http://chatgpt.dhexx.cn/article/D6fAKaoT.shtml

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