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数据结构 实践项目——数据结构、算法、程序设计
阅读量:5789 次
发布时间:2019-06-18

本文共 4062 字,大约阅读时间需要 13 分钟。

【项目1 - C/C++语言中函数参数传递的三种方式】

  C语言提供了两种函数参数传递的方式:传值和传地址。在C++中,又拓展了引用方式。通过本项目,确认自己已经掌握了这三种方式的原理,为后续学习做好准备。
  下面是希望能够交换两个整型变量的swap函数的三个版本(从课程主页中可以找到项目链接,复制后就能调试,不必费事敲代码):

//(1)传值void myswap(int x, int y){    int t;    t=x;    x=y;    y=t;}
//(2)传地址void myswap(int *p1, int *p2){    int  t;    t=*p1;    *p1=*p2;    *p2=t;}
//(3)引用作形参void myswap(int &x, int &y){    int t;    t=x;    x=y;    y=t;}

  下面是调用它们的main()函数:

int main(){    int a, b;    printf("请输入待交换的两个整数:");    scanf("%d %d", &a, &b);    __________________;  //分三个程序,分别写上调用myswap的合适形式    printf("调用交换函数后的结果是:%d 和 %d\n", a, b);    return 0;}

  请编制三个程序,分别调用三个版本的交换函数,观察结果。发布博文,展示程序及运行结果,解释成功交换以及交换不成功的原因。请在纸上画出调用过程中各变量的变化过程。

  如果自己不能做出解释,务必找“兄弟”帮忙,拿下这座小山头。

【项目2 - 程序的多文件组织】

  学习数据结构,目标就是要编制出有相当规模的程序的。将所有的代码放在一个文件中的做法,不能适用现阶段的需求了。
  通过这个项目,确认有能力用多文件组织程序。方便以后各章,我们就某一数据结构定义算法库,并能引用算法库进行实践。
  最简单的多文件组织,一个项目中有3个文件:
  (1) .h 头文件:定义数据类型、声明自定义函数、定义宏等
  (2).cpp 源文件1:用于实现头文件中声明的自定义函数
  (3).cpp 源文件2:定义main()函数,用于调用相关函数,实现问题求解目标。
  请将例1.13中按方案3实现的程序,用多文件形式组织并运行。   
  在需要的地方,用 #include “自定义头文件”,使文件之间的内容能“合起来”完成任务。
  如果不能熟练完成,请参考。
  下面是写在一个文件中的程序:

#include 
#define MaxStud 50 //学生人数最多为50#define MaxCour 300 //学生成绩记录数最多为50*6struct stud1{ int no; //学号 char name[10]; //姓名 int bno; //班号};struct stud2{ int no; //学号 int cno; //课程编号 int deg; //分数};double studavg(struct stud2 s2[],int m,int i) //求学号为i的学生的平均分{ int j,n=0; //n为学号为i的学生选学课程数 double sum=0; //学号为i的学生总分 for (j=0; j

【项目3 - 体验复杂度】

  (1)两种排序算法的运行时间
  排序是计算机科学中的一个基本问题,产生了很多种适合不同情况下适用的算法,也一直作为算法研究的热点。本项目提供两种排序算法,复杂度为O(n2)的选择排序selectsort,和复杂度为O(nlogn)的快速排序quicksort,在main函数中加入了对运行时间的统计。
  请阅读后附的程序1和程序2,利用作为输入数据运行程序,感受两种算法在运行时间上的差异。

(2)汉诺塔

  有一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。
  可以算法出,当盘子数为n个时,需要移动的次数是f(n)=2n1。n=64时,假如每秒钟移一次,共需要18446744073709551615秒。一个平年365天有31536000秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,移完这些金片需要5845.54亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年。真的过了5845.54亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭。据此,2n从数量级上看大得不得了。
  用递归算法求解汉诺塔问题,其复杂度可以求得为O(2n),是指数级的算法。请到课程主页下载程序运行一下,体验盘子数discCount为4、8、16、20、24时在时间耗费上的差异,你能忍受多大的discCount。
  源程序见附后的程序3。

附:项目3的程序1——复杂度是O(n2)的选择排序程序

#include 
#include
#include
#define MAXNUM 100000void selectsort(int a[], int n){ int i, j, k, tmp; for(i = 0; i < n-1; i++) { k = i; for(j = i+1; j < n; j++) { if(a[j] < a[k]) k = j; } if(k != j) { tmp = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = tmp; } }}int main(){ int x[MAXNUM]; int n = 0; double t1,t2; FILE *fp; fp = fopen("numbers.txt", "r"); if(fp==NULL) { printf("打开文件错!请下载文件,并将之复制到与源程序文件同一文件夹下。\n"); exit(1); } while(fscanf(fp, "%d", &x[n])!=EOF) n++; printf("数据量:%d, 开始排序....", n); t1=time(0); selectsort(x, n); t2=time(0); printf("用时 %d 秒!", (int)(t2-t1)); fclose(fp); return 0;}

附:项目3的程序2——复杂度为O(nlogn)的快速排序程序

#include 
#include
#include
#define MAXNUM 100000void quicksort(int data[],int first,int last){ int i, j, t, base; if (first>last) return; base=data[first]; i=first; j=last; while(i!=j) { while(data[j]>=base && i

附:项目3的程序3——汉诺塔程序

#include 
#define discCount 4long move(int, char, char,char);int main(){ long count; count=move(discCount,'A','B','C'); printf("%d个盘子需要移动%ld次\n", discCount, count); return 0;}long move(int n, char A, char B,char C){ long c1,c2; if(n==1) return 1; else { c1=move(n-1,A,C,B); c2=move(n-1,B,A,C); return c1+c2+1; }}

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