数据结构（c）试验题目汇总

 试验一：栈和队列的应用—— 模拟停车厂管理                                  参考

一．问题描述
设停车厂是一个可停放n辆汽车的狭长通道，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的先后顺序依次排列，若停车场内已停满汽车，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车即可进入；当停车场内某辆车要离开时，由于停车场是狭长的通道，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门后，为它让路的车辆再按原次序进入车场。每辆停放在停车场的车，在离开时按其在停车场停留时间的长短交费。在这里假设汽车不能从便道上开走。试设计一个实现停车场管理的程序。
二．基本要求
按照从终端输入数据序列进行模拟管理。
1．栈用顺序结构实现，队列用链式结构实现；
2．每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”的信息、汽车牌照号码、汽车到达或离去的时刻；
3．对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：若是车辆到达，则输出车辆在停车场内或便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出车辆在停车场内停留的时间和应缴纳的费用（假设在便道上等候的时间不收费）。
三．提示与分析
1．根据问题描述可知，使用栈来模拟停车场，使用队列来模拟车场外的便道；还需另设一个辅助栈，临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车；输入数据时必须保证按到达或离去的时间有序。
2．主要数据结构：
① 为了便于区分每辆汽车并了解每辆车当前所处的位置等信息，需要记录汽车的牌照号码、进入停车场的时刻及汽车的当前状态，汽车的类型定义描述如下：

typedef  struct
{char license_plate; /**//*汽车牌照号码，定义为一个字符指针类型*/
float time;    /**//*汽车进入停车场的时刻*/
char state;  /**//*汽车当前状态，字符p表示停放在停车位上，字符q表示停放在便道上*/
}Car；

② 由于车位是一个狭长的通道，不允许两辆车同时出入停车位，当有车到来时要进入停车位的时候也要顺次停放，当某辆车要离开时，比它后到的车要先暂时离开停车位，而且越后到的车就越先离开停车位，显然这与栈的“后进先出”特点相吻合，因此用栈来描述停车场是合适的。由于停车位只能停放有限辆车，而且为了便于停车厂的管理，为每个车位要分配一个固定的编号，不妨设为1、2、3、4、5、…（可利用数组的下标），分别表示停车位的1车位、2车位、3车位、4车位、5车位、…。
综上所述，使用一个顺序栈表示停车场比较方便，具体定义如下：
#define  MAX_PARK  5
typedef struct
{Car Pack[MAX_PARK];              /**//*各汽车信息的存储空间*/
int top;                              /**//*用来指示栈顶位置的指针*/
}ParkStack;
③ 当停车场的停车位上都已经停满了汽车，又有新的汽车到来时要把它停放在便道上，车辆要按照进入便道的先后顺序顺次存放在便道上；当有车从停车场上离开后，便道上等候的第一辆汽车就立即进入停车场中空出的某个车位。由于问题描述中限制了便道上的汽车不能从便道上开走，即便道上的汽车只有在停车位上停放过之后才能离开停车厂，这样越早进入便道的汽车就越早进入停车位，而且每次进入停车位的汽车都是处于便道“最前面”的汽车，显然，这和队列“先进先出”的特点相吻合。
综上所述，使用链队列来模拟便道比较合适，类型定义如下：

typedef struct qnode
{Car  data;  /**//*各汽车信息的存储空间*/
 struct qnode  *next;
}Qnode;
typedef struct
{Qnode *front, *rear;  /**//*用来指示队头和队尾位置的指针*/
}RoadQueue;

④ 当某辆车要离开停车场的时候，比它后进停车场的车要为它让路，而且当它开走之后让路的车还要按照原来的停放次序再次进入停车位的某个车位上，为了完成这项功能，需要再定义一个辅助栈，停车位中让路的车依次“压入”辅助栈，待提出开走请求的车开走后再从辅助栈的栈顶依次“弹出”到停车位中。对辅助栈也可采用顺序栈，与停车场栈类似：

typedef struct
{CAR BUFFER[MAX_PARK]; /**//*各汽车信息的存储空间*/
int top;                /**//*用来指示栈顶位置的静态指针*/
}BUFFER;

3．基本功能分析
① 主控功能：介绍程序的基本功能，并给出程序功能所对应的键盘操作的提示，如车到来或离去的表示方法，停车场或者便道的状态的查询方法提示等。
② 汽车到来：首先要查询当前停车场的状态，当停车场非满时，将其驶入停车场（入栈），开始计费；当停车场满时，让其进入便道等候（入队）。    
③ 汽车离开停车场：当某辆车要离开停车场的时候，比它后进停车场的车要为它让路，（即将这些车依次“压入”辅助栈），开走请求离开的车，再将辅助栈中的车依次出栈，“压入”停车场；同时根据离开的车在停车场停留的时间进行收费；最后查询是否有车在便道等候，若有，将便道上的第一辆车驶入停车场（先出队，再入栈），开始交费。
④ 状态查询：用来在屏幕上显示停车位和便道上各位置的状态。
四．测试数据
1．当停车场容量为2时，（‘A’、“F001”、5），(‘A’、“A002”、10)，(‘D’、“F001”、15)，(‘A’、“F003”、20)，（‘A’、“C004”、25），（‘A’、“B005”、30），(‘D’、“A002”、35)，(‘D’、“C004”、40)，(‘E’、0、0)。
其中：‘A’表示到达（Arrival）;‘D’表示离去（Departure）;‘E’表示输入结束（End）。
2．当停车场容量为5时，连续有7辆车到来，牌照号分别为F001、F002、F003、F004、、F005、F006、F007，前5辆车应该进入停车位1－5车位，第6、7辆车应停入便道的1、2位置上。牌照号为F003的汽车从停车厂开走，应显示F005、F004的让路动作和F006从便道到停车位上的动作。（到达和离开时间请自行设定）
3．随时检查停车位和便道的状态，不应该出现停车位有空位而便道上还有车的情况。
4．程序容错性的测试，当按键输入错误的时候是否有错误提示给用户指导用户正确操作，并作出相应处理保证程序健康的运行。
五．选作内容
1．汽车有不同种类，则它们的占地面积不同，收费标准也不同。例如1辆客车和2辆小汽车的占地面积相同，1辆十轮卡车占地面积相当于4辆小汽车的占地面积。
2．汽车可以直接从便道上开走，此时排在它前面的汽车要先开走让路，然后再依次排到队尾。
3．停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车低。
4．采用更友好的图形界面显示。

 

 试验二：一元多项式运算器                                                      参考
 

10.1.2  一元多项式运算
 一．问题描述
 设计一个简单的一元稀疏多项式加法运算器。
 二．基本要求
 一元稀疏多项式简单计算器的基本功能包括：
 1．按照指数升序次序，输入并建立多项式A与B。
 2．计算多项式A与B的和，即建立多项式A+B。
 3．按照指数升序次序，输出多项式A、B、A+B。
 三．提示与分析
 1．一元n次多项式：P(x,n)=P0+P1X1+P2X2+…+PnXn，其每一个子项都是由“系数”和“指数”两部分来组成的，因此可以将它抽象成一个由“系数、指数对”构成的线性表，其中，多项式的每一项都对应于线性表中的一个数据元素。由于对多项式中系数为0的子项可以不记录它的指数值，对于这样的情况就不再付出存储空间来存放它了；基于此，可以采用一个带有头结点的单链表来表示一个一元多项式。
 2．数据类型定义可描述如下：

  typedef struct pnode{
         int  coef;             /*系数域*/
         int  exp;              /*指数域*/
         struct pnode  *next;   /*指针域，指向下一个系数不为0的子项*/
  }PolyNode, *PolyLink;
  PolyLink  A, B, C;            /*单链表存储的多项式A、B、C*/

 3．基本功能分析
 （1）输入多项式，建立多项式链表
 首先创建带头结点的单链表；然后按照指数递增的顺序和一定的输入格式输入各个系数不为0的子项：“系数、指数对”，每输入一个

子项就建立一个结点，并将其插入到多项式链表的表尾，如此重复，直至遇到输入结束标志的时候停止，最后生成按指数递增有序的链表。
 （2）多项式相加
 多项式加法规则：对于两个多项式中指数相同的子项，其系数相加，若系数的和非零，则构成“和多项式”中的一项；对于指数不同

的项，直接构成“和多项式”中的一项。
 将（1）中单链表表示的两个多项式A和B相加，运算的结果是利用原表空间生成一个新链表，表示和多项式C。运算规则如下：
 设指针pa、pb分别指向多项式链表A、B的第一个结点，比较pa、pb所指两结点中的指数项：
 ① 若pa->exp < pb->exp，则将pa所指结点插入到“和多项式”链表中去；
 ② 若pa->exp > pb->exp，则将pb所指结点插入到“和多项式”链表中去；
 ③ 若pa->exp== pb->exp，则计算系数和pa->coef＋pb->coef，若和非零，插入到“和多项式”链表中去，删除pb所指结点；否则删

除pa、pb所指结点。
 继续比较下一项，重复上述过程，直至A、B中某一链表结束，此时将非空链表中剩余的结点出入到“和多项式”链表即可。
 （3）多项式的输出
 可以在文本界面下，采用类似于数学表达式的方式输出多项式，如多项式A可显示为：
 A=3+6X32X8+12X20
 需要注意：
 系数值为1的非零次项的输出形式中略去系数1，如子项1x8的输出形式为x8，项－1x3的输出形式为－x3。
 多项式的第一项的系数符号为正时，不输出“+”，其它项要输出“+”、“”符号。
 四．测试数据
 1．(x+3x6－8.6x11)+(6－3x6+21x9)=6+x+21x9－8.6x11
 2．(3x－3－x+4.1x2－1.2x9)＋(―3x―3－5.1x2 +7.8x12)=－x－x2－1.2x9+7.8x12
 3．(x+x3)+(―x―x3)=0
 4．(x+x100)+(x100+x200)=(x+2x100+x200)
 5．(x+x2+x3)+0=x+x2+x3
 五．选作内容
 1．计算多项式A与B的差，即建立多项式A－B；
 2．计算多项式A的导函数Aˊ。
 3．计算多项式A与B的积，即建立多项式A×B；
 4．输入多项式时可以按任意次序输入各项的数据，不必按指数有序；在算法中实现建立按指数有序的多项式。
 5．多项式的输出形式采用图形界面，通过调整指数应该出现的坐标位置来表示指数形式，如X+2X2-3X100的形式。

实验三：教学计划编排
一、需求分析
1．程序的功能：
大学中的每个专业都有几十门基础课程，专业课程以及选修课程，学生必须分几个学期完成这些课程才能毕业。教学计划的制定要求合理的编排这些课程，使学生能够顺利的进行学习。（这些课程中，有的是独立于其他课程的基础课，有些却需要其他先行课程。一般4年制本科教学前七个学期进行理论课程的学习，第八个学期实习。必须充分考虑这些因素。）
输入课程的信息，按照顺序排出四学年7个学期中每个学期要修的课程。
2．输入输出的要求:
教学计划的输出：可以将教学计划输出到用户制定的文件中，也可以制定合适的表格显示在屏幕上。
基本要求：各学期课程门数，学分的分布较均匀。
输入课程的信息（序号，名称，学分，先修课程），输出每个学期所要修习科目的课序号。

实验四：哈夫曼编码
一、需求分析
1．程序的功能；
1）初始化：从键盘接收字符集大小n，以及n个字符。
2）建立哈夫曼树：构造哈夫曼树，即将Hnode数组中的各个位置的各个域都添上相关的值，并将这个结构体数组存放于文件Htree.txt中。
3）构造哈夫曼编码：先从文件Htree.txt中读入相关的字符信息进行哈夫曼编码，然后将结果存入Hnode.txt中，同时将字符与0，1代码串的一一对应关系打印到屏幕上。
4）编码：利用已构造的哈夫曼编码（Hnode.txt）对文件SourceFile.txt(明文)中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile.txt(密文)中。
5）译码：将文件CodeFile.txt(密文)中的代码按照3）中建立的编码规则将其翻译成字符集中字符所组成的字符串形式，进行译码，结果存入文件TextFile.txt(明文)中。（如果正确，TextFile.txt的内容与SourceFile.txt的内容一致。）
6）打印哈夫曼树：从Hnode数组中读入相关的结点信息，一凹入表方式将各个结点及叶子结点的权值和左分支上的0和右分支上的1画出来。
2．输入输出的要求:
从键盘输入字符集大小n，以及n个字符；电文内容由键盘输入，明文，译码，及编码都要保存（即输出）到相应文件中。
3．测试数据。
1）令叶子结点个数N为4，权值集合为{1，3，5，7}，字符集合为{A,B,C,D},且字符集与权值集合一一对应。
2）令叶子结点个数N为7，权值集合为{12，6，8，18，3，20，2}，字符集合为{A,B,C,D,E,F,G},且字符集与权值集合一一对应。
3）自行选定一段英文文本，统计给出的字符集，实际统计字符的频率，建立哈夫曼树，构造哈夫曼编码，并实现其编码和译码

试验五：简单个人图书管理系统

程序的功能
基本要求：保存图书的各种相关信息：出版日期，书号，书名，作者，图书类别编号，价格等。
查找功能：按照多种关键码查找需要的书籍，查找成功后可以修改记录的相关项。
排序功能：按照多种关键码对所有的书籍进行排序，例如按购买日期排序，按图书类别排序等。
显示图书信息。
其他辅助的维护工作。
基本功能：
1）初始化：清空books数组；进入输入状态，接收键盘输入的全部数据，并保存在books数组中，按某种顺序输入记录。
插入：接收从键盘输入的一条新纪录，按某种顺序（如作者，出版日期等）插入到books数组中。
删除：接收从键盘输入的一本书的信息（如书名，书号，作者等），在books数组中查找，如找到则从books数组中删除该记录，否则显示未找到。
更新：接收从键盘输入的一本书的信息，在books数组中查找，如找到则显示该记录的原始数据，并提示键盘输入新数据以替换原有数据，如未找到则显示“未找到”。
统计：统计每类书籍的数量，显示统计结果。
排序：对books数组中所有记录按“类别”排序，类别相同的按“书名”排序（字典序），显示排序结果。
测试数据：读者根据实际情况自行制定。
概要设计
1．本程序所用的抽象数据类型的定义；

 1 #define MaxNum 500
 2 typedef struct
 3 {  
 4    int year,month,day;
 5 }DATE;
 6 typedef struct
 7 {
 8    DATE date;
 9    int num;
    char name[20];
    char author[8];
    int type;
    float price;
 }BOOK;
 BOOK books[MaxNum];
 

2．主模块的流程及各子模块的主要功能；
3．模块之间的层次关系。