大二上---数据结构课程设计
课程设计
本次课设共五道题，通过查资料完成
（一）线性结构（链表）题目
joseph环
任务：编号是1,2,…,n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每个人只有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个仍开始顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直到所有人全部出列为止。设计一个程序来求出出列顺序。
要求：利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序输出各个人的编号。
测试数据：m的初值为20，n=7 ，7个人的密码依次为3，1，7，2，4，7，4，首先m=6，则正确的输出是什么？
要求：输入数据：建立输入处理输入数据，输入m的初值，n ，输入每个人的密码，建立单循环链表。
输出形式：建立一个输出函数，将正确的输出序列
数据结构：
typedef struct Node
{
int data;
int password;
struct Node *next;
}Node, *LinkList;
基本操作：初始化单链表；给每个人赋密码；确定需要处理的人数；确定开始的上限值；得到正确的顺序；输出结果。
#include（二）栈和队列题目
停车场管理
设停车场（如下图1所示）内只有一个可停放几量汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆到达时的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端），若车场内已经停满几量汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦停车场内有车开走，则排在便道上的第一辆汽车即可开入；当停车场内某车辆要离开时，由于停车场是狭长的通道，在它之后开入车场的车辆必须先退出车场为它让路，待该车辆开出大门外后，为它让路的车辆再按原次序进入车场。在这里假设汽车不能从便道上开走。试设计一个停车场管理程序（这里只是一个假想的停车场管理，并不代表实际的停车场管理）。
分析：汽车在停车场内进出是按照栈的运算方式来实现的，先到的先进停车场；停车场的汽车离开停车场时，汽车场内其它汽车为该辆汽车让路，也是按栈的方式进行；汽车在便道上等候是按队列的方式进行的。因此，将停车场设计成一个栈，汽车让路也需要另一个栈来协助完成，汽车进出便道用队列来实现。
本设计，栈采用顺序栈结构，队列用链式存储结构。
存储结构定义如下：
#define stacksize 10
typedef struct sqstack
{
int data[stacksize];
int top;
} SqStackTp;
typedef struct linked_queue
{
int data;
struct linked_queue * next;
}LqueueTp;
typedef struct
{
LqueueTp *front , *rear ;
} QueptrTp;
停车场管理的算法描述如下：
1）接受命令和车号，若是汽车要进停车场，先判断停车场栈是否满，若不满，则汽车入栈，否则汽车进入便道队列等候。
2）若是汽车要离开停车场，为给汽车让路，将停车场栈上若干辆汽车入临时栈，等这辆车出停车场后，临时栈中的汽车出栈，在回到停车场栈，然后看便道队列是否为空，若不空则说明有汽车等候，从队头取出汽车号，让该车进入停车场栈。
3）重复1），2）直到为退出命令（车号为0或负数）。
#include（三）树型结构题目
哈夫曼编/译码器
任务：建立最优二叉树函数。
要求：可以建立函数输入二叉树，并输出其哈夫曼树。
在上交资料中请写明：存储结构、基本算法（可以使用程序流程图）、输入输出、源程序、测试数据和结果、算法的时间复杂度、另外可以提出算法的改进方法；
利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼码的编/译码系统。
一个完整的系统应具有以下功能：
（1）I：初始化（Initialization）。从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。
（2）E：编码（Encoding）。利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmTree中读入），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。
（3）D：译码（Decoding）。利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中。
（4）P：印代码文件（Print）。将文件CodeFile以紧凑格式显示在终端上，每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrin中。
（5）T：印哈夫曼树（Tree printing）。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（树或凹入表形式）显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint中。
#include （四）图型结构题目
行车路线
小明和小芳出去乡村玩，小明负责开车，小芳来导航。
小芳将可能的道路分为大道和小道。大道比较好走，每走1公里小明会增加1的疲劳度。小道不好走，如果连续走小道，小明的疲劳值会快速增加，连续走s公里小明会增加s2的疲劳度。
例如：有5个路口，1号路口到2号路口为小道，2号路口到3号路口为小道，3号路口到4号路口为大道，4号路口到5号路口为小道，相邻路口之间的距离都是2公里。如果小明从1号路口到5号路口，则总疲劳值为(2+2)2+2+22=16+2+4=22。
现在小芳拿到了地图，请帮助她规划一个开车的路线，使得按这个路线开车小明的疲劳度最小。
输入格式
输入的第一行包含两个整数n, m，分别表示路口的数量和道路的数量。路口由1至n编号，小明需要开车从1号路口到n号路口。
接下来m行描述道路，每行包含四个整数t, a, b, c，表示一条类型为t，连接a与b两个路口，长度为c公里的双向道路。其中t为0表示大道，t为1表示小道。保证1号路口和n号路口是连通的。
输出格式
输出一个整数，表示最优路线下小明的疲劳度。
样例输入
6 7
1 1 2 3
1 2 3 2
0 1 3 30
0 3 4 20
0 4 5 30
1 3 5 6
1 5 6 1
样例输出
76
样例说明
从1走小道到2，再走小道到3，疲劳度为52=25；然后从3走大道经过4到达5，疲劳度为20+30=50；最后从5走小道到6，疲劳度为1。总共为76。
数据规模和约定
对于30%的评测用例，1≤n≤8，1≤m≤10；
对于另外20%的评测用例，不存在小道；
对于另外20%的评测用例，所有的小道不相交；
对于所有评测用例，1≤n≤500，1≤m≤105，1≤a, b≤n，t是0或1，c≤105。保证答案不超过106。
#include （五）查找、排序、文件
二叉排序树与文件操作
功能要求：
（1）从键盘输入一组学生记录建立二叉排序树；
（2）*二叉排序树存盘；
（3）*由文件恢复内存的二叉排序树；
（4）中序遍历二叉排序树；
（5）求二叉排序树深度；
（6）求二叉排序树的所有节点数和叶子节点数；
（7）向二叉排序树插入一条学生记录；
（8）从二叉排序树中删除一条学生记录；
（9）从二叉排序树中查询一条学生记录；
（10）以广义表的形式输出二叉排序树
//定义学生记录类型
Struct student
{
Char num[6]; //学号
Int grade; //成绩
};
//定义二叉排序树节点值的类型为学生记录类型
typedef student ElemType;
//定义二叉排序树的节点类型
typedef Struct BSTNode
{
ElemType data;
Struct BSTNode *left;
Struct BSTNode *rchild;
} BSTNode;
KeyType key[m+1] ；//保存n个关键字域，下标0位置未用
MBNode * ptr[m+1] ; //保存n+1 个指向子树的指针域
Int recptr[m+1] ; //保存每个关键字对应记录的存储位置域，下标0位置未用
};
#include s2时，返回正数
*/
using namespace std;
struct student {
char num[6];//学号
int grade;//成绩
};
typedef student ElemType;
typedef struct BSTNode {
ElemType data;
struct BSTNode *lchild;
struct BSTNode *rchild;
} BSTNode,*BSTree;
BSTNode *pre=NULL;
int n;
int found(BSTree T,char c[]) //查找
{
BSTNode *p=T;
while (p !=NULL)
{
if (strcmp(p->data.num,c)==0)//两者相等
{
return 1;
}
else
if (strcmp(p->data.num,c)>0)
{
pre=p;p=p->lchild; //查左子树；数更小
}
else
{
pre=p;p=p->rchild; //查右子树；
}
}
return 0;
}
void insert(BSTree &T,student a)//插入算法
{
BSTree s;
char c[6];
strcpy(c,a.num);//复制
if (found(T,c)==0)
{
s=(BSTree)malloc(sizeof(BSTNode));
s->data=a;
s->lchild=NULL;
s->rchild=NULL;
if (T==NULL)
{T=s;} //新结点作为根结点;
else if(strcmp(s->data.num,pre->data.num)<0)
pre->lchild=s; //插入左子树；
else
pre->rchild=s; //插入右子树；
}
}
void InOrderTraverse(BSTree T)
{//中序遍历算法
if (T!=NULL)
{
InOrderTraverse(T->lchild);
cout<<T->data.num<<" "<<T->data.grade<<endl;
InOrderTraverse(T->rchild);
}
}
int Delete(BSTree &p)// 从二叉排序树中删除节点p， 并重接它的左或右子树
{
BSTree q, s;
if( !p->lchild && !p->rchild ) /* p为叶子节点 */
p = NULL;
else if( !p->lchild ) /* 左子树为空，接右子树 */
{
q = p;
p = p->rchild;
free(q);
}
else if( !p->rchild ) /* 右子树为空，接左子树 */
{
q = p;
p = p->lchild;
free(q);
}
else /* 左右子树均不为空 */
{
q = p;
s = p->lchild;
while(s->rchild) /* 转左，然后向右走到尽头*/
{
q = s;
s = s->rchild;
}
strcpy(p->data.num,s->data.num);
if( q != p ) /* 判断是否执行上述while循环 */
q->rchild = s->lchild; /* 执行上述while循环，重接右子树 */
else
q->lchild = s->lchild; /* 未执行上述while循环，重接左子树 */
free(s);
}
cout<<"删除成功\n";
n--;
return 1;
}
int DeleteBST(BSTree &T, student a)
{
char c[6];
strcpy(c,a.num);
if(found(T,c)==0)
printf("无节点\n");
else
{
if( strcmp(c,T->data.num)==0)
Delete(T);
else if( strcmp(c,T->data.num)<0)
return DeleteBST(T->lchild, a);
else
return DeleteBST(T->rchild, a);
}
}
void F1( BSTree &t)//输入学生数据
{
t=NULL;
int i;
student a;
printf("输入学生个数数量:\n");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
{
printf("请输入第%d节点：\n",i);
cout<<"学号：";
cin>>a.num;
cout<<"成绩：";
cin>>a.grade;
insert(t,a);
}
}
void F22(BSTree T,FILE *w){//先序遍历二叉树的递归算法
if (T){
fprintf(w,"%s %d\n",T->data.num,T->data.grade);
F22(T->lchild,w);
F22(T->rchild,w);
}
}
void F2(BSTree T)
{//先序遍历(存盘)算法
FILE *w=fopen("text.txt","w+");
F22(T,w);
cout<<"存盘成功\n";
fclose(w);
}
BSTree F3()//从文件中读取先序序列重建二叉排序树
{ FILE *w=fopen("text.txt","r+");
student a;
n=0;
BSTree t=NULL;
getc(w);
if(feof(w))
{
printf("文件为空");
}
else
{
rewind(w);
while(!feof(w))
{
fscanf(w,"%s %d\n",&a.num,&a.grade);
printf("学号：%s 成绩：%d\n",a.num,a.grade);
insert(t,a);n++;
}
}
fclose(w);
return t;
}
int F5(BSTree T){//求二叉树深度
int depl,depr;
if (T==NULL) return 0;
else {
depl=F5(T->lchild);
depr=F5(T->rchild);
if (depl>=depr) return (depl+1);
else return (depr+1);
}
}
int F6(BSTree T) //求叶子结点的个数
{if(!T) return 0; //空树没有叶子
else
if(T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL) return 1; //叶子结点
else return F6(T->lchild)+F6(T->rchild);
//左子树叶子数加上右子树叶子数
}
void F7(BSTree t)
{
student a;
cout<<"请输入新增的学生信息：\n";
cout<<"学号：";cin>>a.num;
cout<<"\n成绩：";cin>>a.grade;
insert(t,a);
n++;
cout<<"插入成功\n";
}
void F8(BSTree t)
{
student a;
printf("\n请输入要删除的节点:\n");
scanf("%s",a.num);
DeleteBST(t,a);
}
void F9(BSTree t)
{
BSTNode *p=t;
char c[7];
cout<<"请输入要查询的学号：";
cin>>c;
int flag=0;
while (p !=NULL)
{
if (strcmp(p->data.num,c)==0)
{
cout<<"查询到记录如下：\n";
cout<<"学号: "<<p->data.num<<" 成绩："<<p->data.grade<<endl;
flag=1;break;
}
else
if (strcmp(p->data.num,c)>0)
{
pre=p;p=p->lchild; //查左子树；
}
else
{
pre=p;p=p->rchild; //查右子树；
}
}
if(flag==0)
cout<<"未查询到相关数据\n";
return ;
}
void F10(BSTree t) {
cout <<t->data.num;
if(t->lchild != NULL)
{
cout << '(';
F10(t->lchild);
if(t->rchild == NULL)
{
cout << ')';
}
}
if(t->rchild != NULL)
{
if(t->lchild == NULL)
{
cout << '(';
}
cout << ',';
F10(t->rchild);
cout << ')';
}
}
void init()//菜单
{ cout<<"请选择操作\n";
cout<<"（1）从键盘输入一组学生记录建立二叉排序树；\n";
cout<<"（2）二叉排序树存盘；\n";
cout<<"（3）由文件恢复内存的二叉排序树；\n";
cout<<"（4）中序遍历二叉排序树；\n";
cout<<"（5）求二叉排序树深度；\n";
cout<<"（6）求二叉排序树的所有节点数和叶子节点数；\n";
cout<<"（7）向二叉排序树插入一条学生记录；\n";
cout<<"（8）从二叉排序树中删除一条学生记录；\n";
cout<<"（9）从二叉排序树中查询一条学生记录；\n";
cout<<"（10）以广义表的形式输出二叉排序树\n";
}
int main()
{
BSTree t=NULL;
int a,aa;
init();
while(cin>>a)
{ int f=0;
switch(a)
{
case 0:f==1;break;
case 1:F1(t);break;
case 2:F2(t);break;
case 3:t=F3();break;
case 4:InOrderTraverse(t);break;
case 5: aa=F5(t);cout<<"二叉排序树深度为： "<<aa;break;
case 6: aa=F6(t);cout<<"二叉排序树的所有节点数为："<<n<<" 二叉排序树的叶子节点数为："<<aa;break;
case 7:F7(t);break;
case 8:F8(t);break;
case 9:F9(t);break;
case 10:F10(t);break;
}
if(f==1)break;
cout<<endl;
init();
}
return 0;
}