算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-課程設(shè)計(jì)報(bào)告_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  成績:__________________</p><p><b>  算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>  課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>  目錄</b></p><p>  1、模塊2:一元多項(xiàng)式計(jì)算</p>

2、<p>  2、模塊8:建立二叉樹,層序、先序遍歷</p><p>  3、模塊9:赫夫曼樹的建立</p><p>  1、模塊2:一元多項(xiàng)式計(jì)算</p><p><b> ?。?)系統(tǒng)分析</b></p><p>  建立一元多項(xiàng)式并按照指數(shù)降序排列輸出多項(xiàng)式,將一元多項(xiàng)式輸入并存儲(chǔ)在內(nèi)存中,能夠完成

3、兩個(gè)多項(xiàng)式的加減運(yùn)算并輸出結(jié)果</p><p><b>  (2)概要設(shè)計(jì)</b></p><p>  存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):一元多項(xiàng)式的表示在計(jì)算機(jī)內(nèi)可以用鏈表來表示,為了節(jié)省存儲(chǔ)空間,只存儲(chǔ)多項(xiàng)式中系數(shù)非零的項(xiàng)。鏈表中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)存放多項(xiàng)式的一個(gè)系數(shù)非零項(xiàng),它包含三個(gè)域,分別存放該項(xiàng)的系數(shù)、指數(shù)以及指向下一個(gè)多項(xiàng)式項(xiàng)結(jié)點(diǎn)的指針。創(chuàng)建一元多項(xiàng)式鏈表,對(duì)一元多項(xiàng)式的運(yùn)算中會(huì)出現(xiàn)的

4、各種可能情況進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)一元多項(xiàng)式的相加、相減操作。</p><p>  1. 單連表的抽象數(shù)據(jù)類型定義:</p><p>  ADT List{ 數(shù)據(jù)對(duì)象:D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0} 數(shù)據(jù)關(guān)系:R1={<ai-1,ai>| ai-1, ai∈D,i=2,…,n} </p><p><b>  基本操作:&

5、lt;/b></p><p>  InitList(&L)</p><p>  //操作結(jié)果:構(gòu)造一個(gè)空的線性表 </p><p>  CreatPolyn(&L) </p><p>  //操作結(jié)果:構(gòu)造一個(gè)以單連表存儲(chǔ)的多項(xiàng)試 </p><p>  DispPolyn(L) </p>&

6、lt;p>  //操作結(jié)果:顯示多項(xiàng)試 </p><p>  Polyn(&pa,&pb) </p><p>  //操作結(jié)果:顯示兩個(gè)多項(xiàng)試相加,相減的結(jié)果 </p><p>  } ADT List </p><p>  2. 本程序包含模塊: typedef struct LNode //定義單鏈表 </p&

7、gt;<p><b>  {</b></p><p>  }LNode,*LinkList; </p><p>  void InitList(LinkList &L) //定義一個(gè)空表</p><p><b>  { } </b></p><p>  void CreatPo

8、lyn(LinkList &L) //用單鏈表定義一個(gè)多項(xiàng)式</p><p><b>  { } </b></p><p>  void DispPolyn(LinkList L) //顯示輸入的多項(xiàng)式</p><p><b>  { } </b></p><p>  void Polyn(

9、LinkList &pa,LinkList &pb) </p><p><b>  {} </b></p><p>  void main() </p><p><b>  { </b></p><p>  //定義一個(gè)單連表; </p><p>  cout

10、<<endl<<" *****************歡迎來到一元多項(xiàng)式計(jì)算程序 </p><p>  *************** "<<endl; </p><p>  LNode *L1,*L2;</p><p>  Polyn(L1,L2); } </p><p>  2.1

11、加,減操作模塊——實(shí)現(xiàn)加減操作</p><p>  各模塊之間的調(diào)用關(guān)系如下:</p><p><b>  主程序模塊 </b></p><p>  加法操作模塊 減法操作模塊</p><p><b>  基本算法:</b></p><p><b>  1、輸入輸出

12、</b></p><p>  (1)功能:將要進(jìn)行運(yùn)算的多項(xiàng)式輸入輸出。</p><p>  (2)數(shù)據(jù)流入:要輸入的多項(xiàng)式的系數(shù)與指數(shù)。</p><p> ?。?)數(shù)據(jù)流出:合并同類項(xiàng)后的多項(xiàng)式。</p><p> ?。?)程序流程圖:多項(xiàng)式輸入流程圖如圖1所示。</p><p> ?。?)測(cè)試要點(diǎn):輸入

13、的多項(xiàng)式是否正確,若輸入錯(cuò)誤則重新輸入</p><p><b>  2、多項(xiàng)式的加法</b></p><p> ?。?)功能:將兩多項(xiàng)式相加。</p><p> ?。?)數(shù)據(jù)流入:輸入函數(shù)。</p><p> ?。?)數(shù)據(jù)流出:多項(xiàng)式相加后的結(jié)果。</p><p> ?。?)程序流程圖:多項(xiàng)式的加

14、法流程圖如圖2所示。</p><p> ?。?)測(cè)試要點(diǎn):兩多項(xiàng)式是否為空,為空則提示重新輸入,否則,進(jìn)行運(yùn)算。</p><p><b>  圖表 2</b></p><p><b>  3、多項(xiàng)式的減法</b></p><p> ?。?)功能:將兩多項(xiàng)式相減。</p><p&g

15、t; ?。?)數(shù)據(jù)流入:調(diào)用輸入函數(shù)。</p><p>  (3)數(shù)據(jù)流出:多項(xiàng)式相減后的結(jié)果。</p><p> ?。?)程序流程圖:多項(xiàng)式的減法流程圖如圖3所示。</p><p> ?。?)測(cè)試要點(diǎn):兩多項(xiàng)式是否為空,為空則提示重新輸入,否則,進(jìn)行運(yùn)算。</p><p>  1. 根據(jù)題目要求采用單連表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)</p>&l

16、t;p>  typedef struct LNode //定義單鏈表</p><p><b>  {</b></p><p>  }LNode,*LinkList;</p><p>  void InitList(LinkList &L) //定義一個(gè)空表</p><p><b>  { } &l

17、t;/b></p><p>  void CreatPolyn(LinkList &L) //用單鏈表定義一個(gè)多項(xiàng)式</p><p><b>  { } </b></p><p>  void DispPolyn(LinkList L) //顯示輸入的多項(xiàng)式 </p><p><b>  { }&

18、lt;/b></p><p>  void Polyn(LinkList &pa,LinkList &pb) </p><p><b>  {} </b></p><p>  2.主函數(shù) main</p><p>  void main() </p><p><b>

19、;  { </b></p><p>  LNode *L1,*L2; </p><p>  Polyn(L1,L2);</p><p><b>  } </b></p><p>  2. 函數(shù)的調(diào)用關(guān)系層次結(jié)構(gòu)</p><p>  多項(xiàng)式 Polyn 用單鏈表定義多項(xiàng)式 CreatPo

20、lyn 定義一個(gè)空表 InitList 顯示輸入的多項(xiàng)式 DispPolyn</p><p><b>  }</b></p><p><b>  五. 調(diào)試分析</b></p><p>  采用單連表形式按照指數(shù)降序排列建立并輸出多項(xiàng)式;在相加,相減的過程 中如果指數(shù)相同就執(zhí)行系數(shù)相加,相減,否則就把大的項(xiàng)直接寫入。完成兩

21、個(gè)多 項(xiàng)式的相加、相減;將從新得到的單連表結(jié)果輸出;該算法的時(shí)間復(fù)雜度為兩個(gè) 多項(xiàng)式的項(xiàng)式之和</p><p><b>  (3)詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>  #include<stdio.h></p><p>  #include<malloc.h></p><p>  typedef

22、struct Polynomial{</p><p>  float coef;</p><p><b>  int expn;</b></p><p>  struct Polynomial *next;</p><p>  }*Polyn,Polynomial; //Polyn為結(jié)點(diǎn)指針類

23、型</p><p>  void Insert(Polyn p,Polyn h){ </p><p>  if(p->coef==0) free(p); //系數(shù)為0的話釋放結(jié)點(diǎn)</p><p><b>  else{</b></p><p>  Polyn q1,q2;</p>

24、<p>  q1=h;q2=h->next;</p><p>  while(q2&&p->expn<q2->expn){ //查找插入位置</p><p><b>  q1=q2;</b></p><p>  q2=q2->next;</p><p><

25、b>  }</b></p><p>  if(q2&&p->expn==q2->expn){ //將指數(shù)相同相合并</p><p>  q2->coef+=p->coef;</p><p><b>  free(p);</b></p><p>  if(!

26、q2->coef){ //系數(shù)為0的話釋放結(jié)點(diǎn)</p><p>  q1->next=q2->next;</p><p><b>  free(q2);</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b&g

27、t;</p><p>  else{ //指數(shù)為新時(shí)將結(jié)點(diǎn)插入</p><p>  p->next=q2;</p><p>  q1->next=p;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }&l

28、t;/b></p><p><b>  }//Insert</b></p><p>  Polyn CreatePolyn(Polyn head,int m){//建立一個(gè)頭指針為head、項(xiàng)數(shù)為m的一元多項(xiàng)式</p><p><b>  int i;</b></p><p><b>

29、;  Polyn p;</b></p><p>  p=head=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));</p><p>  head->next=NULL;</p><p>  for(i=0;i<m;i++){</p><p>  p=(Polyn)malloc(size

30、of(struct Polynomial));//建立新結(jié)點(diǎn)以接收數(shù)據(jù)</p><p>  printf("請(qǐng)輸入第%d項(xiàng)的系數(shù)與指數(shù):",i+1);</p><p>  scanf("%f %d",&p->coef,&p->expn);</p><p>  Insert(p,head); //

31、調(diào)用Insert函數(shù)插入結(jié)點(diǎn)</p><p><b>  }</b></p><p>  return head;</p><p>  }//CreatePolyn</p><p>  void DestroyPolyn(Polyn p){//銷毀多項(xiàng)式p</p><p>  Polyn q1,q

32、2;</p><p>  q1=p->next;</p><p>  q2=q1->next;</p><p>  while(q1->next){</p><p><b>  free(q1);</b></p><p>  q1=q2;//指針后移</p><

33、;p>  q2=q2->next;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  void PrintPolyn(Polyn P){ </p><p>  Polyn q=P->next; </p><p&g

34、t;  int flag=1;//項(xiàng)數(shù)計(jì)數(shù)器</p><p>  if(!q) { //若多項(xiàng)式為空,輸出0</p><p>  putchar('0'); </p><p>  printf("\n");</p><p><b>  return;</b></p>&l

35、t;p><b>  } </b></p><p>  while (q){</p><p>  if(q->coef>0&&flag!=1) putchar('+'); //系數(shù)大于0且不是第一項(xiàng)</p><p>  if(q->coef!=1&&q->coef!

36、=-1){//系數(shù)非1或-1的普通情況</p><p>  printf("%g",q->coef); </p><p>  if(q->expn==1) putchar('X');</p><p>  else if(q->expn) printf("X^%d",q->expn);&l

37、t;/p><p><b>  }</b></p><p><b>  else{</b></p><p>  if(q->coef==1){</p><p>  if(!q->expn) putchar('1'); </p><p>  else if

38、(q->expn==1) putchar('X'); </p><p>  else printf("X^%d",q->expn);</p><p><b>  }</b></p><p>  if(q->coef==-1){</p><p>  if(!q->

39、expn) printf("-1"); </p><p>  else if(q->expn==1) printf("-X"); </p><p>  else printf("-X^%d",q->expn);</p><p><b>  }</b></p>

40、<p><b>  }</b></p><p>  q=q->next; </p><p><b>  flag++;</b></p><p><b>  }//while</b></p><p>  printf("\n");</p&

41、gt;<p>  }//PrintPolyn</p><p>  int compare(Polyn a,Polyn b){</p><p><b>  if(a&&b){</b></p><p>  if(!b||a->expn>b->expn) return 1;</p><

42、;p>  else if(!a||a->expn<b->expn) return -1;</p><p>  else return 0;</p><p><b>  }</b></p><p>  else if(!a&&b) return -1;//a多項(xiàng)式已空,但b多項(xiàng)式非空</p>

43、<p>  else return 1;//b多項(xiàng)式已空,但a多項(xiàng)式非空</p><p>  }//compare</p><p>  Polyn AddPolyn(Polyn pa,Polyn pb){//求解并建立多項(xiàng)式a+b,返回其頭指針</p><p>  Polyn qa=pa->next;</p><p>  Po

44、lyn qb=pb->next;</p><p>  Polyn headc,hc,qc;</p><p>  hc=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立頭結(jié)點(diǎn)</p><p>  hc->next=NULL;</p><p><b>  headc=hc;</

45、b></p><p>  while(qa||qb){</p><p>  qc=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));</p><p>  switch(compare(qa,qb)){</p><p><b>  case 1:</b></p><

46、p><b>  {</b></p><p>  qc->coef=qa->coef;</p><p>  qc->expn=qa->expn;</p><p>  qa=qa->next;</p><p><b>  break;</b></p>&

47、lt;p><b>  }</b></p><p><b>  case 0:</b></p><p><b>  { </b></p><p>  qc->coef=qa->coef+qb->coef;</p><p>  qc->expn=qa-

48、>expn;</p><p>  qa=qa->next;</p><p>  qb=qb->next;</p><p><b>  break;</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  case -1:<

49、/b></p><p><b>  {</b></p><p>  qc->coef=qb->coef;</p><p>  qc->expn=qb->expn;</p><p>  qb=qb->next;</p><p><b>  break;&

50、lt;/b></p><p><b>  } </b></p><p><b>  }//switch</b></p><p>  if(qc->coef!=0){</p><p>  qc->next=hc->next;</p><p>  hc-&

51、gt;next=qc;</p><p><b>  hc=qc;</b></p><p><b>  }</b></p><p>  else free(qc);//當(dāng)相加系數(shù)為0時(shí),釋放該結(jié)點(diǎn)</p><p><b>  }//while</b></p><

52、;p>  return headc;</p><p>  }//AddPolyn</p><p>  Polyn SubtractPolyn(Polyn pa,Polyn pb){//求解并建立多項(xiàng)式a+b,返回其頭指針</p><p>  Polyn h=pb;</p><p>  Polyn p=pb->next;</p

53、><p><b>  Polyn pd;</b></p><p>  while(p){ //將pb的系數(shù)取反</p><p>  p->coef*=-1;</p><p>  p=p->next;</p><p><b>  }</b></

54、p><p>  pd=AddPolyn(pa,h);</p><p>  for(p=h->next;p;p=p->next) //恢復(fù)pb的系數(shù)</p><p>  p->coef*=-1;</p><p>  return pd;</p><p>  }//SubtractPolyn</p

55、><p>  int main(){</p><p>  int m,n,flag=0;</p><p><b>  float x;</b></p><p>  Polyn pa=0,pb=0,pc,pd,pe,pf;//定義各式的頭指針,pa與pb在使用前付初值NULL</p><p>  pri

56、ntf("請(qǐng)輸入a的項(xiàng)數(shù):");</p><p>  scanf("%d",&m);</p><p>  pa=CreatePolyn(pa,m);//建立多項(xiàng)式a</p><p>  printf("請(qǐng)輸入b的項(xiàng)數(shù):");</p><p>  scanf("%d&

57、quot;,&n);</p><p>  pb=CreatePolyn(pb,n);//建立多項(xiàng)式a</p><p><b>  //輸出菜單</b></p><p>  printf("**********************************************\n");</p>&l

58、t;p>  printf("操作提示:\n\t1.輸出多項(xiàng)式a和b\n\t2.建立多項(xiàng)式a+b\n\t3.建立多項(xiàng)式a-b\n");</p><p>  printf("\t4.退出\n**********************************************\n");</p><p>  for(;;flag=0){<

59、/p><p>  printf("執(zhí)行操作:");</p><p>  scanf("%d",&flag);</p><p>  if(flag==1){</p><p>  printf("多項(xiàng)式a:");PrintPolyn(pa);</p><p>

60、  printf("多項(xiàng)式b:");PrintPolyn(pb);continue;</p><p><b>  }</b></p><p>  if(flag==2){</p><p>  pc=AddPolyn(pa,pb);</p><p>  printf("多項(xiàng)式a+b:"

61、;);PrintPolyn(pc);</p><p>  DestroyPolyn(pc);continue;</p><p><b>  }</b></p><p>  if(flag==3){</p><p>  pd=SubtractPolyn(pa,pb);</p><p>  print

62、f("多項(xiàng)式a-b:");PrintPolyn(pd);</p><p>  DestroyPolyn(pd);continue;</p><p><b>  }</b></p><p>  if(flag==4) break;</p><p>  if(flag<1||flag>4) p

63、rintf("Error!!!\n");continue;</p><p><b>  }//for</b></p><p>  DestroyPolyn(pa);</p><p>  DestroyPolyn(pb);</p><p><b>  return 0;</b>&l

64、t;/p><p><b>  }</b></p><p><b>  (4)測(cè)試記錄</b></p><p><b>  測(cè)試的數(shù)據(jù)及結(jié)果</b></p><p><b>  (5)總結(jié):</b></p><p>  算法的時(shí)間復(fù)雜度及

65、改進(jìn):</p><p>  一元多項(xiàng)式的加法運(yùn)算的時(shí)間復(fù)雜度為O(m+n),減法運(yùn)算的時(shí)間復(fù)雜度為O(m-n),其中m,n分別表示二個(gè)一元多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù)。</p><p>  問題和改進(jìn)思想:在設(shè)計(jì)該算法時(shí),出現(xiàn)了一些問題,例如在建立鏈表時(shí)頭指針的設(shè)立導(dǎo)致了之后運(yùn)用到相關(guān)的指針時(shí)沒能很好的移動(dòng)指針出現(xiàn)了數(shù)據(jù)重復(fù)輸出或是輸出系統(tǒng)缺省值,不能實(shí)現(xiàn)算法。實(shí)現(xiàn)加法時(shí)該鏈表并沒有向通常那樣通過建立第三

66、個(gè)鏈表來存放運(yùn)算結(jié)果,而是再度利用了鏈表之一來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的比較插入刪除等操作。為了使輸入數(shù)據(jù)按指數(shù)降序排列,可在數(shù)據(jù)的輸入后先做一個(gè)節(jié)點(diǎn)的排序函數(shù),通過對(duì)鏈表排序后再進(jìn)行之后加減運(yùn)算。</p><p>  一元多項(xiàng)式計(jì)算是一個(gè)的單鏈表的運(yùn)用, 通過這個(gè)程序可以測(cè)我們以前的學(xué)習(xí)情 況,看看我們是否對(duì)單鏈表真正的理解。</p><p>  一元多項(xiàng)式計(jì)算器的基本功能定為:</p>

67、<p>  (1) 建立多項(xiàng)式 </p><p><b>  (2) 輸出多項(xiàng)式</b></p><p>  (3) 兩個(gè)多項(xiàng)式相加,建立并輸出和多項(xiàng)式 </p><p>  (4) 兩 個(gè)多項(xiàng)式相減,建立并輸出差多項(xiàng)式能夠按照指數(shù)降序排列建立并輸出多項(xiàng)式;能夠完成兩個(gè)多項(xiàng)式的相加、相減,并將結(jié)果輸出;</p><

68、p>  2、模塊8:建立二叉樹,層序、先序遍歷</p><p><b> ?。?)系統(tǒng)分析</b></p><p>  要求能夠輸入樹的各個(gè)結(jié)點(diǎn),并能夠輸出用不同方法遍歷的遍歷序列;分別建立二叉樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的的輸入函數(shù)、輸出層序遍歷序列的函數(shù)、輸出先序遍歷序列的函數(shù);程序功能包括,建立二叉樹,輸出二叉樹,對(duì)二叉樹進(jìn)行層序遍歷和先序遍歷。</p>&l

69、t;p> ?。?)概要設(shè)計(jì)或程序流程圖</p><p><b>  主函數(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p>  void main ()</p><p><b>  {</b></p><p>  BTNode * b,*p;</p><p>  CreateBTNode

70、(b,"a(b(d,e),c(f,g)) ");</p><p>  printf("(1)輸出二叉樹:");DispBTNode (b);printf("\n");</p><p>  printf("(2)層次遍歷序列:");TravLevel(b);printf("\n");</

71、p><p>  printf("(3)先序遍歷序列:");PreOrder(b);printf("\n");}</p><p>  用遞歸算法的先序遍歷函數(shù)</p><p>  void PreOrder(BTNode *b)</p><p><b>  {</b></p>

72、<p>  if(b!=NULL)</p><p><b>  {</b></p><p>  printf ("%c",b->data);</p><p>  PreOrder(b->lchild);</p><p>  PreOrder(b->rchild);<

73、;/p><p><b>  }</b></p><p> ?。?)詳細(xì)設(shè)計(jì)或源代碼說明</p><p>  #include <stdio.h></p><p>  #include <malloc.h></p><p>  #define MaxSize 100</p&

74、gt;<p>  typedef char ElemType;</p><p>  typedef struct node</p><p><b>  {</b></p><p>  ElemType data;</p><p>  struct node *lchild;</p><p

75、>  struct node *rchild;</p><p><b>  }BTNode;</b></p><p>  void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str)//創(chuàng)建二叉樹</p><p><b>  {</b></p><p>  BTNod

76、e *St[MaxSize],*p=NULL;</p><p>  int top=-1,k,j=0;</p><p><b>  char ch;</b></p><p><b>  b=NULL;</b></p><p>  ch=str[j];</p><p>  wh

77、ile (ch!='\0')</p><p><b>  {</b></p><p>  switch (ch)</p><p><b>  {</b></p><p>  case'(':top++;St[top]=p;k=1;break;</p>&

78、lt;p>  case')':top--;break;</p><p>  case',':k=2;break;</p><p>  default:p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));</p><p>  p->data=ch;</p><p>  p->l

79、child=p->rchild=NULL;</p><p>  if(b==NULL)</p><p><b>  b=p;</b></p><p><b>  else</b></p><p><b>  {</b></p><p><b&

80、gt;  switch(k)</b></p><p><b>  {</b></p><p>  case 1:St[top]->lchild=p;break;</p><p>  case 2:St[top]->rchild=p;break;</p><p><b>  }</b

81、></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  j++;</b></p><p>  ch=str[j];</p><p><b>  }</b></p&g

82、t;<p><b>  }</b></p><p>  void DispBTNode(BTNode *b)//括號(hào)表示法輸出二叉樹</p><p><b>  {</b></p><p>  if (b!=NULL)</p><p><b>  {</b><

83、;/p><p>  printf ("%C",b->data);</p><p>  if(b->lchild!=NULL||b->rchild!=NULL)</p><p><b>  {</b></p><p>  printf("(");</p>

84、<p>  DispBTNode(b->lchild);</p><p>  if(b->rchild!=NULL)printf(",");</p><p>  DispBTNode(b->rchild);</p><p>  printf(")");</p><p><

85、;b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  void TravLevel(BTNode *b)//層次遍歷</p><p><b>  {</b></p><p&

86、gt;  BTNode *Qu[MaxSize];</p><p>  int front,rear;</p><p>  front=rear=0;</p><p>  if(b!=NULL)</p><p>  printf("%c",b->data);</p><p><b>

87、  rear++;</b></p><p>  Qu[rear]=b;</p><p>  while (rear!=front)</p><p><b>  {</b></p><p>  front=(front+1)%MaxSize;</p><p>  b=Qu[front];

88、</p><p>  if(b->lchild!=NULL)</p><p>  {printf("%c",b->lchild->data);</p><p>  rear=(rear+1)%MaxSize;</p><p>  Qu[rear]=b->lchild;</p><

89、p><b>  }</b></p><p>  if(b->rchild!=NULL)</p><p><b>  {</b></p><p>  printf ("%c",b->rchild->data);</p><p>  rear=(rear+1)

90、%MaxSize;</p><p>  Qu[rear]=b->rchild;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  printf("\n");</p><p><b>  }&

91、lt;/b></p><p>  void PreOrder(BTNode *b)//用遞歸算法的先序遍歷函數(shù)</p><p><b>  {</b></p><p>  if(b!=NULL)</p><p><b>  {</b></p><p>  printf

92、("%c",b->data);</p><p>  PreOrder(b->lchild);</p><p>  PreOrder(b->rchild);</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p>&l

93、t;p>  void main ()</p><p><b>  {</b></p><p>  BTNode * b,*p;</p><p>  CreateBTNode (b,"a(b(d,e),c(f,g)) ");</p><p>  printf("(1)輸出二叉樹:&quo

94、t;);DispBTNode (b);printf("\n");</p><p>  printf("(2)層次遍歷序列:");TravLevel(b);printf("\n");</p><p>  printf("(3)先序遍歷序列:");PreOrder(b);printf("\n")

95、;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  測(cè)試記錄</b></p><p><b> ?。?)總結(jié)</b></p><p>  因?yàn)楸境绦蜃罱K要與其他兩個(gè)程序合并在一起,在主界面進(jìn)行選擇。所以在進(jìn)入主界面時(shí)要在本程序的主函數(shù)處修改字符,否則在調(diào)用本

96、程序時(shí)主函數(shù)會(huì)發(fā)生沖突。</p><p>  3、模塊9:赫夫曼樹的建立</p><p><b> ?。?)系統(tǒng)分析</b></p><p>  建立函數(shù)輸入二叉樹,能夠輸出所輸入權(quán)值的赫夫曼編碼。</p><p> ?。?)概要設(shè)計(jì)或程序流程圖</p><p>  通過控制臺(tái)輸入的形式得到建立赫

97、夫曼樹需要的參數(shù)——>調(diào)用生成赫夫曼樹的算法來生成赫夫曼樹,這個(gè)過程中還不斷的調(diào)用select方法來尋找當(dāng)前結(jié)點(diǎn)中權(quán)值最小的結(jié)點(diǎn)來生成樹的新結(jié)點(diǎn),然后添加到樹中去——>通過用戶的選擇來輸出赫夫曼樹,其輸出的形式為:每個(gè)自符對(duì)應(yīng)的赫夫曼編碼。</p><p>  詳細(xì)設(shè)計(jì)或源代碼說明</p><p>  # include <stdio.h></p>&

98、lt;p>  # include <malloc.h></p><p>  # include <iostream.h></p><p>  # include <conio.h></p><p>  # include <string.h></p><p>  # define MAX_

99、LENGTH 100</p><p>  typedef char **HuffmanCode;</p><p><b>  //數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)</b></p><p>  typedef struct </p><p><b>  { </b></p><p>  int

100、 weight; //權(quán)值</p><p>  int parent,lchild,rchild; //雙親,左右孩子</p><p>  }HTNode,*HuffmanTree;</p><p>  //select函數(shù)</p><p>  void Select(HuffmanTree HT,int i,int &s1,int

101、&s2) </p><p>  //在建立赫夫曼樹的所有結(jié)點(diǎn)中選擇權(quán)值最小的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)存放在s1,s2中</p><p><b>  {</b></p><p>  int j,k=1;</p><p>  while(HT[k].parent!=0) </p><p><b> 

102、 k++;</b></p><p><b>  s1=k;</b></p><p>  for(j=1;j<=i;++j)</p><p>  if(HT[j].parent==0&&HT[j].weight<HT[s1].weight)</p><p><b>  s1

103、=j;</b></p><p><b>  k=1;</b></p><p>  while((HT[k].parent!=0||k==s1))</p><p><b>  k++;</b></p><p><b>  s2=k;</b></p>&l

104、t;p>  for(j=1;j<=i;++j)</p><p>  if(HT[j].parent==0&&HT[j].weight<HT[s2].weight&&j!=s1)</p><p><b>  s2=j;</b></p><p><b>  } </b><

105、/p><p><b>  //構(gòu)建赫夫曼樹</b></p><p>  void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode&HC,int *w,int n) </p><p><b>  {</b></p><p>  int m,i,s1,s2

106、,start,c,f;</p><p>  HuffmanTree p;</p><p><b>  if(n<=1)</b></p><p><b>  return;</b></p><p>  m=2*n-1; //由得到的葉子數(shù)而計(jì)算結(jié)點(diǎn)總數(shù)</p

107、><p>  HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));//分配存儲(chǔ)空間</p><p>  for(p=HT+1,i=1;i<=n;++i,++p,++w) </p><p><b>  { </b></p><p>  p->weight=*w;

108、 //為結(jié)點(diǎn)初始化權(quán)值</p><p>  p->parent=0;</p><p>  p->lchild=0;</p><p>  p->rchild=0;</p><p><b>  }</b></p><p>  for(;i<=m;++i,++p) <

109、/p><p><b>  {</b></p><p>  p->weight=0;</p><p>  p->parent=0;</p><p>  p->lchild=0;</p><p>  p->rchild=0;</p><p>  }

110、 //初始化雙親和左右孩子,使他們成為孤立的</p><p>  for(i=n+1;i<=m;++i)</p><p><b>  { </b></p><p>  Select(HT,i-1,s1,s2); //調(diào)用select函數(shù)</p><p>  HT[s1].pare

111、nt=HT[s2].parent=i;</p><p>  HT[i].lchild=s1;</p><p>  HT[i].rchild=s2;</p><p>  HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;//新結(jié)點(diǎn)的權(quán)值是s1和s2權(quán)值的和</p><p><b>  }</b&g

112、t;</p><p><b>  //赫夫曼編碼</b></p><p>  HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char *));</p><p><b>  char *cd;</b></p><p>  cd=(char *)malloc(n*sizeof(

113、char));</p><p>  cd[n-1]='\0';</p><p>  cout<<endl<<"HuffmanTree編碼是:"<<endl;</p><p>  for(i=1;i<=n;++i) //從底下往上尋回編碼</p><p>&

114、lt;b>  {</b></p><p>  start=n-1;</p><p>  for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent)</p><p>  if(HT[f].lchild==c)</p><p>  cd[--start]='0';</p&

115、gt;<p><b>  else</b></p><p>  cd[--start]='1';</p><p>  HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));</p><p>  strcpy(HC[i],&cd[start]);</p><

116、;p>  cout<<"HT[i] Huffman code is: "<<HC[i]<<endl;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  free(cd);</b></p><p><b>  } ;</b>

117、</p><p><b>  //主函數(shù)部分</b></p><p>  void main() </p><p><b>  { </b></p><p>  HuffmanTree HT;</p><p>  HuffmanCode HC;<

118、;/p><p><b>  int n,i;</b></p><p>  int *w,W[MAX_LENGTH];</p><p>  cout<<"***********本程序?qū)崿F(xiàn)的是赫夫曼樹的建立以及編碼*********";</p><p>  cout<<endl<

119、<"請(qǐng)輸入赫夫曼樹元素的個(gè)數(shù): ";</p><p><b>  cin>>n;</b></p><p>  cout<<"請(qǐng)輸入各元素的權(quán)值:"<<endl;</p><p>  for(i=0;i<n;++i)</p><p>&

120、lt;b>  {</b></p><p>  cout<<"HT["<<i<<"].weight=";</p><p>  cin>>W[i];</p><p><b>  }</b></p><p><b&g

121、t;  w=W;</b></p><p>  HuffmanCoding(HT,HC,w,n);}</p><p><b>  測(cè)試記錄</b></p><p>  當(dāng)建立一個(gè)含有5個(gè)初始結(jié)點(diǎn),權(quán)值分別為2,4,6,8,10的赫夫曼樹的測(cè)試結(jié)果:</p><p><b> ?。?)總結(jié)</b&

122、gt;</p><p>  算法時(shí)間復(fù)雜度:O(n2)</p><p>  此處只是赫夫曼樹的建立和輸出算法的實(shí)現(xiàn),一個(gè)完整的赫夫曼編/譯碼系統(tǒng)其實(shí)可以進(jìn)一步完善,并且可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)編碼解碼的功能。這也是赫夫曼樹在生活中用到最多的地方。</p><p><b>  總程序:</b></p><p>  # include

123、<stdio.h></p><p>  # include <malloc.h></p><p>  # include <iostream.h></p><p>  # include <conio.h></p><p>  # include <string.h></p&g

124、t;<p>  # define MAX_LENGTH 100</p><p>  typedef char **HuffmanCode;</p><p><b>  void e();</b></p><p>  //-------------------------模塊2----------------------------

125、--------</p><p>  void a(); </p><p>  typedef struct Polynomial{</p><p>  float coef;</p><p><b>  int expn;</b></p><p>  struct Polynomial *nex

126、t;</p><p>  }*Polyn,Polynomial; //Polyn為結(jié)點(diǎn)指針類型</p><p>  void Insert(Polyn p,Polyn h){ </p><p>  if(p->coef==0) free(p); //系數(shù)為0的話釋放結(jié)點(diǎn)</p><p>&

127、lt;b>  else{</b></p><p>  Polyn q1,q2;</p><p>  q1=h;q2=h->next;</p><p>  while(q2&&p->expn<q2->expn){ //查找插入位置</p><p><b>  q1=q2;&

128、lt;/b></p><p>  q2=q2->next;</p><p><b>  }</b></p><p>  if(q2&&p->expn==q2->expn){ //將指數(shù)相同相合并</p><p>  q2->coef+=p->coef;</

129、p><p><b>  free(p);</b></p><p>  if(!q2->coef){ //系數(shù)為0的話釋放結(jié)點(diǎn)</p><p>  q1->next=q2->next;</p><p><b>  free(q2);</b></p>

130、<p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  else{ //指數(shù)為新時(shí)將結(jié)點(diǎn)插入</p><p>  p->next=q2;</p><p>  q1->next=p;</p

131、><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }//Insert</b></p><p>  Polyn CreatePolyn(Polyn head,int m){//建立一個(gè)頭指針為head、項(xiàng)數(shù)為m的一元多項(xiàng)式</

132、p><p><b>  int i;</b></p><p><b>  Polyn p;</b></p><p>  p=head=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));</p><p>  head->next=NULL;</p>&l

133、t;p>  for(i=0;i<m;i++){</p><p>  p=(Polyn)malloc(sizeof(struct Polynomial));//建立新結(jié)點(diǎn)以接收數(shù)據(jù)</p><p>  printf("請(qǐng)輸入第%d項(xiàng)的系數(shù)與指數(shù):",i+1);</p><p>  scanf("%f %d",&

134、;p->coef,&p->expn);</p><p>  Insert(p,head); //調(diào)用Insert函數(shù)插入結(jié)點(diǎn)</p><p><b>  }</b></p><p>  return head;</p><p>  }//CreatePolyn</p><p&g

135、t;  void DestroyPolyn(Polyn p){//銷毀多項(xiàng)式p</p><p>  Polyn q1,q2;</p><p>  q1=p->next;</p><p>  q2=q1->next;</p><p>  while(q1->next){</p><p><b>

136、;  free(q1);</b></p><p>  q1=q2;//指針后移</p><p>  q2=q2->next;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  void PrintPolyn(

137、Polyn P){ </p><p>  Polyn q=P->next; </p><p>  int flag=1;//項(xiàng)數(shù)計(jì)數(shù)器</p><p>  if(!q) { //若多項(xiàng)式為空,輸出0</p><p>  putchar('0'); </p><p>  printf("\

138、n");</p><p><b>  return;</b></p><p><b>  } </b></p><p>  while (q){</p><p>  if(q->coef>0&&flag!=1) putchar('+'); /

139、/系數(shù)大于0且不是第一項(xiàng)</p><p>  if(q->coef!=1&&q->coef!=-1){//系數(shù)非1或-1的普通情況</p><p>  printf("%g",q->coef); </p><p>  if(q->expn==1) putchar('X');</p>

140、;<p>  else if(q->expn) printf("X^%d",q->expn);</p><p><b>  }</b></p><p><b>  else{</b></p><p>  if(q->coef==1){</p><p&g

141、t;  if(!q->expn) putchar('1'); </p><p>  else if(q->expn==1) putchar('X'); </p><p>  else printf("X^%d",q->expn);</p><p><b>  }</b><

142、;/p><p>  if(q->coef==-1){</p><p>  if(!q->expn) printf("-1"); </p><p>  else if(q->expn==1) printf("-X"); </p><p>  else printf("-X^%d&q

143、uot;,q->expn);</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  q=q->next; </p><p><b>  flag++;</b></p><p><b> 

144、 }//while</b></p><p>  printf("\n");</p><p>  }//PrintPolyn</p><p>  int compare(Polyn a,Polyn b){</p><p><b>  if(a&&b){</b></p&g

145、t;<p>  if(!b||a->expn>b->expn) return 1;</p><p>  else if(!a||a->expn<b->expn) return -1;</p><p>  else return 0;</p><p><b>  }</b></p>

146、<p>  else if(!a&&b) return -1;//a多項(xiàng)式已空,但b多項(xiàng)式非空</p><p>  else return 1;//b多項(xiàng)式已空,但a多項(xiàng)式非空</p><p>  }//compare</p><p>  Polyn AddPolyn(Polyn pa,Polyn pb){//求解并建立多項(xiàng)式a+b,返回其

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