课外实践安排2.docx

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课外实践安排2

数据结构课程课外实践安排

（2011-2012学年第一学期）

课外实践学时：

32学时

课外实践目的：

综合应用数据结构课程中所学的数据结构：

线性表、栈、队列、串、数组、广义表、树、二叉树、图、查找表中的一种或多种数据结构完成一个较大问题的求解（其实这里的问题也并不太大，所用的数据结构可能是其中的多个，也可能是其中的一个两个）。

从而培养学生综合应用基本数据结构分析、解决实际问题的能力，并进一步加深对所学知识的理解和掌握。

课外实践要求：

1、课外实践以组为单位开展，每组2~4名同学，自由组合，确定组长一名。

2、每组从附件1列出的题目中任意选择其中一个完成（鼓励大家选择对你自己而言有一定挑战性的题目），每个题目最多由3组同学选做。

强调独立思考，组内分工明确，每组自己完成。

3、鼓励大家参考教材上、参考书上和所选题目相关的内容和算法。

不鼓励大家一拿到实验题目就去网上或参考书上找相关程序源代码，通过思考该问题并最终解决该问题不仅可以锻炼大家，从而提高大家的水平，而且大家对该问题的解决也会有成就感！

4、实现你所选题目要求的功能，并能够进行较完善友好的输入输出验证。

5、完成你所选的课外实践题目后，就该题目给出设计报告（设计报告格式另给），并按时上交。

6、每组同学须仔细阅读所选题目的要求，认真主动完成设计要求。

有问题及时主动通过各种方式与教师联系沟通。

同学们要发挥自主学习的能力，充分利用课外时间，安排好课外实践的时间，并在设计过程中不断检测自己的计划完成情况，及时的向教师汇报。

　课外实践按照教学要求需要思考和上机调试程序至少32学时，代码量要求在600~3000行。

7、课外实践的考核需要按组进行答辩，安排在第16周或17周进行。

附件1：

数据结构课程课外实践可选题目

一、运动会分数统计系统

　　任务：

参加运动会有n个学校，学校编号为1……n。

比赛分成m个男子项目，和w个女子项目。

项目编号为男子1……m，女子m+1……m+w。

不同的项目取前五名或前三名积分；取前五名的积分分别为：

7、5、3、2、1，前三名的积分分别为：

5、3、2；哪些取前五名或前三名由学生自己设定。

（m<=20,n<=20）

　　功能要求：

1）.可以输入各个项目的前三名或前五名的成绩；

　　2）．能统计各学校总分，

　　3）．可以按学校编号、学校总分、男女团体总分排序输出；

　　4）.可以按学校编号查询学校某个项目的情况；可以按项目编号查询取得前三或前五名的学校。

　　规定：

输入数据形式和范围：

20以内的整数（如果做得更好可以输入学校的名称，运动项目的名称）

　　输出形式：

有中文提示，各学校分数为整数

　　界面要求：

有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。

　　存储结构：

学生自己根据系统功能要求自己设计，但是要求运动会的相关数据要存储在数据文件中。

（数据文件的数据读写方法等相关内容在c语言程序设计的书上，请自学解决）请在最后的上交资料中指明你用到的存储结构；

测试数据：

要求使用1、全部合法数据；2、整体非法数据；3、局部非法数据。

进行程序测试，以保证程序的稳定。

测试数据及测试结果请在上交的资料中写明；

二、学籍信息管理

【实验目的】

综合考察数据存储、以及对各种存储结构的建立、插入、删除、排序、查找等操作。

【实验要求】

设计一个简单的学籍管理系统。

包括建立、插入、修改，查找、输出、排序（按不同关键字）

【实验内容】

1.从学生基本信息文件读入数据以建立学籍信息。

下面是一个例子：

学号姓名性别宿舍号码电话号码

07011001张成成男50187732111

07011002李成华女10187723112

07011003王成凤女10187723112

07011004张明明男50287734333

07011005陈东男50187732111

每个学生信息至少包括：

学号、姓名、性别。

文件至少包括10个学生。

2.从学生成绩信息文件读入其内容建立学生的成绩信息。

以下一个例子：

（至少包含20项信息）

学号课程编号课程名称学分平时成绩实验成绩卷面成绩综合成绩实得学分

07011001A01大学物理3667882

07011002B03高等数学478-190

07011001B03高等数学445-188

07011002C01VF3657666

功能要求极其说明：

（1）数据录入功能：

录入每个学生的学号、课程编号、课程名称、学分、平时成绩、实验成绩、卷面成绩共7个数据。

实得成绩、实得学分根据条件自动运算。

综合成绩的计算：

a.如果本课程的实验成绩为-1，则表无实验成绩，综合成绩=平时成绩*30%+卷面成绩*70%

b.如果实验成绩不为-1，表示本课程有实验成绩，综合成绩=平时成绩*15%+实验成绩*15%+卷面成绩*70%

实得学分的计算：

采用等级学分制。

综合成绩在90~100之间，应得学分=学分*100%

综合成绩在80~90之间，应得学分=学分*80%

综合成绩在70~80之间，应得学分=学分*75%

综合成绩在60~70之间，应得学分=学分*60%

综合成绩在60分以下，应得学分=学分*0%

3.查询功能：

分为学生基本情况查询和成绩查询两种

4.删除功能：

根据输入的学生姓名或学好删除相应的学生信息。

5.排序功能：

能实现选择按综合成绩或实得学分升序或降序排序并显示数据。

三、队列应用（用队列模拟超市交款处的顾客流）

使用一个队列模拟一队通过丹尼斯超市交款处的顾客流。

为了创建这个模拟，我们必须模拟排队时间和顾客通过流。

我们可以通过一个循环模拟时间，每通过一个顾客代表一定的时间间隔——例如，一分钟。

我们可以使用一个队列模拟顾客流，队列中的一个数据项代表一位顾客。

为了完成这个模拟，我们需要知道顾客加入交款处队列的频率、交款结算服务情况和离开的频率。

假设交款队列有以下属性。

·每分钟有一个顾客完成交款并离开（假设此时至少有一个顾客等待服务）。

·每分钟有零个到两个顾客加入，没有顾客到达的概率是50%,一个顾客到达的概率是25%，两个顾客到达的概率是25％。

（如何模拟？

）

我们可以使用下面的算法模拟一个时间段n分钟内的顾客流。

初始化队列为空。

for（minute=0;minute

{

如果队列不空，对头顾客交款并离开（即出对）；

产生一个0-3范围内的随机数k；

如果k=1，一个顾客加入交款队列（入对）；

如果k=2，两个顾客加入交款队列（入对）；

如果k=0或3，不增加任何顾客到交款队列；

}

调用rand（）函数是产生伪随机数的一种简单的方法,rand函数在中。

我们的模拟程序应该在每一个模拟分钟期间内更新下列信息，即每一次通过循环。

·完成交款服务的总顾客数

·这些顾客花费在排队等待的时间总和

·顾客花费在排队等待的最长时间

为了计算顾客等待的时间长度，我们需要存储“minute”，作为这个客户队列数据项的一部分，表示顾客加入的时间。

如果你使用程序模拟一列顾客流，试着完成下面的表格。

请注意，平均等待时间是等待时间总和除以总的服务顾客数。

时间（分钟）总的顾客服务时间平均等待时间最长等待时间

30

60

120

480

四、应用哈夫曼树实现文件的压缩

实验目的：

掌握二叉树的链式存储结构和常用算法。

利用哈夫曼树设计最优压缩编码。

实验内容：

1）编写函数，实现建立哈夫曼树和显示哈夫曼树的功能。

2）编写函数，实现生成哈夫曼编码的功能。

3）编写主函数，从终端输入一段英文文本；统计各个字符出现的频率，然后构建哈夫曼树并求出对应的哈夫曼编码；显示哈夫曼树和哈夫曼编码。

选做内容：

修改程序，选择实现以下功能：

4）编码：

用哈夫曼编码对一段英文文本进行压缩编码，显示编码后的文本编码序列；

5）统计：

计算并显示文本的压缩比例；

6）解码：

将采用哈夫曼编码压缩的文本还原为英文文本。

算法说明：

1）二叉树和哈夫曼树的相关算法见讲义。

2）编码的方法是：

从头开始逐个读取文本字符串中的每个字符，查编码表得到它的编码并输出。

重复处理直至文本结束。

3）解码的方法是：

将指针指向哈夫曼树的树根，从头开始逐个读取编码序列中的每位，若该位为1则向右子树走，为0则向左子树走。

当走到叶子节点时，取出节点中的字符并输出。

重新将指针放到树根，继续以上过程直至编码序列处理完毕。

4）压缩比例的计算：

编码后的文本长度为编码序列中的0和1的个数，原文本长度为字符数*8。

两者之比即为压缩比。

五、数据压缩

【实验目的】

1）调研数据压缩原理与相关算法的实现；

2）实现一个压缩/解压缩程序

【实验要求】

1.阅读相关资料，理解数据压缩的意义和过程。

2.调研几个著名的数据压缩算法，写一份调研报告，说明其算法及所使用的数据结构。

3.实现一个压缩/解压缩程序，算法任意。

4.程序要求：

控制台界面。

首先实现对单文件压缩的功能。

命令行格式：

压缩：

程序名-c输入文件[输出文件名]

解压缩：

程序名-d输入文件[输出文件名]

[]里内容表示可选。

控制台输出：

压缩：

原始文件大小、压缩后文件大小、压缩比例、消耗时间

解压缩：

解压前文件大小，解压后文件大小、压缩比例、消耗时间

选做：

1）将多个文件压缩到一个文件；2）检查压缩文件完整性，测试其能够完成解压缩；3）对文件测试，不压缩，输入其若压缩后的压缩率；4）列出压缩文件内所包含的文件名；4）实现对整个目录进行压缩的功能。

文件格式：

对压缩文件起一个后缀名。

若在命令行中没指定输入文件的话，输出文件名应该是输入文件名+.后缀名的格式；若在命令行中指定输出文件名的话，后缀也应自动加上。

实现的压缩比例越高、压缩事件越短越好。

六、HTML文件中有序列表的语法树提取及基于树的检索

【实验说明】

HTML语言用来描述Web文档的通用格式和布局。

详细的介绍可以参照一些书本或者网上资料。

HTML中基本的语法单位称为标签。

总的来说，标签用于指定内容的类别。

对于每个类别，针对特定的内容，浏览器都有默认的显示方式。

标签的使用语法是利用一对尖括号“<>”将标签名称包围起来。

大部分标签都是成对的：

包括开始标签和结束标签，如和。

开始标签和结束标签之间的信息称为标签的内容。

这里仅考虑一个HTML语言的子集，该子集包含以下标签：

,：

标识文档的根元素；

,：

包含了文档的头部分，该部分提供了文档的相关信息，而没有提供文档的内容；

：

文档的标题元素，其内容显示在浏览器的顶部；

,：

文档的主体部分，提供了文档的内容；

,

有序列表标签，用于创建有序列表，列表中的条目是通过标签

可以嵌套有序列表

。

标签

后不能直接嵌套
，而必须通过
1. 嵌套。

   例如，下面的示例演示了嵌套的有序列表：

   1. Section1

      1. Section1.1

      2. Section1.2

   2. Section2

   显示结果是：

   1.AnhuiProvince

   1.CityHefei

   2.CityWuhu

   2.Shanghai

   对应的语法树为：

   图2.1

   通过上面的HTML语言子集，可以设计结构化的Web文档。

   对于这样的文档，我们可以提取其结构信息，建立对应的结构化数据存储，并可以在此基础上进一步做相应应用如查询操作等。

   【实验目的】

   熟练应用线性结构、树等数据结构。

   【实验内容】

   1.根据前面介绍的HTML语言子集，编写合法的文档，作为输入文件。

   也可以使用附录中所给的内容建立文档作为输入；

   2.然后用相应算法提取其结构化信息，生成如图2.1的树形结构。

   3.在已经建立的结构化存储数据结构上，做单词查询操作。

   输入一个查询关键字（如”City”），要求返回所有匹配的单词所在原HTML文档中的位置信息（如，City:

   Section1.2thefirstwordandSection1.2thefirstword）。

   4.下面给出一个实现的算法。

   这里考虑一个简单的情况，即中只有一个有向列表，对于标签中有多个列表的情况，通过简单的修改此算法可以解决：

   1）对于这样一个HTML文档，,,