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数据结构课程设计指导.doc

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数据结构课程设计指导.doc

数据结构课程设计指导一、设计目的熟悉各种数据结构和运算,会使用数据结构的基本操作解决一些实际问题。二、设计要求在本课程设计过程中要求(1)重视课程设计环节,用严谨、科学和踏实的工作态度对待课程设计的每一项任务(2)按照课程设计的题目要求,独立地完成各项任务,严禁抄袭凡发现抄袭,抄袭者与被抄袭者皆以零分计入本课程设计成绩。凡发现实验报告或源程序雷同,涉及的全部人员皆以零分计入本课程设计成绩。(3)认真编写课程设计报告。课程设计报告的书写格式及要求见附录2。三、设计步骤1、问题分析和任务定义2、数据类型和系统设计3、编码实现和静态检查4、上机调试5、总结和整理课程设计报告。四、考核方式和成绩评定考核分为两个部分程序运行情况按规定时间到机房运行程序,由老师检查运行情况。学生能对自己的程序面对教师提问并能熟练地解释清楚。实验报告是否按规定书写实验报告的各项内容。课程设计成绩采用五级分制。100上机检查(50)课程设计报告(50)五、上交相关内容要求上交的成果的内容必须由以下四个部分组成,缺一不可1.上交源程序学生按照课程设计的具体要求所开发的所有源程序(应该放到一个文件夹中)2.上交程序的说明文件(保存在.doc中)在说明文档中应该写明上交程序所在的目录,上交程序的主程序文件名,如果需要安装,要有程序的安装使用说明3.课程设计报告(保存在word文档中,文件名要求按照姓名学号课程设计报告起名,如文件名为张三101课程设计报告.doc)按照课程设计的具体要求建立的功能模块,每个模块要求按照如下几个内容认真完成1、需求分析1.程序的功能2.输入输出的要求3.测试数据。2、概要设计包括程序设计组成框图,程序中使用的存储结构设计说明(如果指定存储结构请写出该存储结构的定义)。3、详细设计包括模块功能说明(如函数功能、入口及出口参数说明,函数调用关系描述等),每个模块的算法设计说明(可以是描述算法的流程图)。源程序要按照写程序的规则来编写。要结构清晰,重点函数的重点变量,重点功能部分要加上清晰的程序注释。4、调试分析测试数据,测试输出的结果,时间复杂度分析,和每个模块设计和调试时存在问题的思考(问题是哪些问题如何解决),算法的改进设想。5、核心源程序清单和执行结果源程序要按照写程序的规则来编写。要结构清晰,重点函数的重点变量,重点功能部分要加上清晰的程序注释。附录1数据结构课程设计的具体内容本次课程设计完成如下模块(共36个模块,抽签决定自己所做题目的序号)1、一元多项式乘法1问题描述已知Axa0a1xa2x2anxn和Bxb0b1xb2x2bmxm,并且在Ax和Bx中指数相差很多,求AxAxBx。2基本要求1设计存储结构表示一元多项式2设计算法实现一元多项式乘法3分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、迷宫问题1问题描述迷宫求解是实验心理学中的一个经典问题,心理学家把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口处赶进迷宫,迷宫中设置很多隔壁,对前进方向形成了多处障碍,心理学家在迷宫的唯一出口处放置了一块奶酪,吸引老鼠在迷宫中寻找通路以到达出口。例如,图2所示为一个迷宫示意图,其中双边矩形表示迷宫,1代表有障碍,0代表无障碍。2基本要求1设计数据结构存储迷宫2设计存储结构保存从入口到出口的通路3设计算法完成迷宫问题的求解4分析算法的时间复杂度。3设计思想可以采用回溯法实现该问题的求解。回溯法是一种不断试探及时纠正错误的搜索方法。从入口出发,按某一方向向前探索,若能走通(未走过的),即某处可以到达,则到达新点,否则试探下一方向若所有的方向均没有通路,则沿原路返回前一点,换下一个方向再继续试探,直到所有可能的通路都搜索到,或01234567890111111111111011101111211010111113101000001141011101111511001100016101100110171111111111入口1,1出口6,8图2迷宫示意图,其中1代表有障碍,0代表无障碍前进的方向有八个,分别是上、下、左、右、左上、左下、右上、右下找到一条通路,或无路可走又返回到入口点。在求解过程中,为了保证在任何位置上都能沿原路退回,需要一个后进先出的栈来保存从入口到当前位置的路径。可以将迷宫定义成一个二维数组,则每个点有8个试探方向,如当前点的坐标是x,y,与其相邻的8个点的坐标都可根据与该点的相邻方位而得到,规定试探顺序为顺时针方向,将这8个方向的坐标增量放在一个结构数组move8中,在move数组中,每个元素由两个域组成x表示横坐标增量,y表示纵坐标增量。这样会很方便地求出从某点x,y按某一方向v0≤v≤7到达新点(i,j)的坐标ixmovev.xjymovev.y。算法用伪代码描述如下1.栈初始化2.将入口点坐标x,y及该点的方向d(设为1)入栈3.当栈不空时循环执行下述操作3.1x,y,d容忍值,则在j处放置放大器2.2否则Dimax{Di,Djdj}【思考题】本题假设分布网络是一棵二叉树结构,如果是树结构应如何设计算法5、哈夫曼编码1问题描述设某编码系统共有n个字符,使用频率分别为{w1,w2,,wn},设计一个不等长的编码方案,使得该编码系统的空间效率最好。2基本要求1设计数据结构2设计编码算法3分析时间复杂度和空间复杂度。3设计思想利用Huffman编码树求得最佳的编码方案。根据哈夫曼算法,建立哈夫曼树时,可以将哈夫曼树定义为一个结构型的一维数组HuffTree,保存哈夫曼树中各结点的信息,每个结点包括权值、左孩子、右孩子、双亲,如图6所示。由于哈夫曼树中共有2n1个结点,并且进行n1次合并操作,所以该数组的长度为2n1。

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