数据结构与算法课程设计题目_数据结构与算法题目

2020-02-29 其他范文下载本文

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数据结构与算法课程设计题目

1．成绩管理

问题描述：给出n个学生的考试成绩表，成绩表包括学生的学号、姓名、考试成绩（高等数

学、英语、物理），设计一个简单的成绩管理程序。

基本要求：

（1）建立成绩表，能够插入、删除、修改学生的成绩记录；（2）按任一单科成绩排序；(3)计算每名学生的平均成绩；

(4)统计任一单科成绩不及格的学生人数, 输出不及格人数及不及格的学生名单(5)根据平均成绩将成绩表按由高到低的次序排列，统计每名学生在考试中获得的名次，分数相同的为同一名次，按名次输出成绩表。

(6)成绩表保存在文件中, 可以从文件读取数据。

测试数据：学生可以根据自己班级的考试成绩单，任意截取一部分做为测试数据 2．一元多项式简单计算

问题描述：设计一个简单一元多项式计算器。基本要求：(1)输入并建立多项式；(2)输出多项式；

(3)两个多项式相加，输出结果多项式；(4)两个多项式相减，输出结果多项式。

提高要求：可以根据输入变量的值，计算出多项式的结果，且算法的效率高。测试数据：可任意选取两个一元多项式，可以是一般的多项式，也可以是稀疏多项式。3．舞伴问题

问题描述：一班有m个女生、n个男生(m不等于n), 举办一场舞会.男女生分别编号坐在舞池两边的椅子上，每曲开始时, 依次从男生和女生中各出一人配对跳舞, 本曲没成功配对者坐着等待下一曲找舞伴，设计一个程序模拟舞伴配对过程。

基本要求：输入男、女学生的姓名、性别，由程序自动为男女生编号，可以顺序编号，也可以随机编号，输出每曲配对情况（包括男、女生的姓名、性别和编号）。原始数据和结果数据要保存到文件中。

测试数据：分别选择男生多于女生、女生多于男生、男女生相等的三组测试数据提高要求：计算出任意一位男生(编号为X)和任意一位女生(编号为Y), 在第K曲配对跳舞的情况。

4．文学研究助手（*）

问题描述：文学研究人员需要统计某篇英文小说中某些形容词的出现次数和位置。试写一个实现这一目标的文字统计系统，称为“文学研究助手”。基本要求：英文小说存于一个文本文件中，待统计的词汇集合要一次输入完毕，即统计工作必须在程序的一次运行之后就全部完成。程序的输出结果是每个词的出现次数和出现位置所在行的行号，格式自行设计, 结果保存到文件中。

提高要求：模式匹配选取KMP算法

测试数据：以你的C/C++/JAVA源程序模拟英文小说，相应语言的保留字集作为待统计的词汇集。

5．哈希表的设计与实现（*）

问题描述：针对某个单位电话号码簿，设计一个哈希表，并完成相应的建表和查表程序。基本要求：设每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、住址。从键盘输入各记录，以用户名为关键字建立哈希表，哈希函数用除留取余数法构造，采用线性探测法解决冲突。可以插入、查找、删除并显示给定用户名的记录，并计算查找长度, 哈希表保存到文件中。

测试数据：取某个单位电话号码簿中的30个记录。

提高要求：将电话号码薄以文件形式保存到盘上，能够按用户名和电话号码两种形式建立哈希表并实现插入、查找、删除表中元素的功能。

6．管道铺设施工的最佳方案（*）

问题描述:需要在某个城市的n个小区铺设管道，则在这n个小区之间铺设n-1条管道即可，假设任意两个居民区之间都可以架设管道，但由于地理环境的不同，所需经费不同，选择最优的施工方案使总投资尽可能的少。

基本要求：输入表示小区间关系的图及每条管道的权值，选择出n-1条管道, 使总投资最小。图的信息输入一次后, 保存到文件中, 选择的n-1条管道输出到显示器的同时, 也保存于文件中。

测试用例：任意选择一个图，模拟小区间可能铺设的管道及费用。提高要求：显示原始图及选择n-1条管道后的图。

7．安排教学计划（**）

问题描述：大学的每个专业都要制定教学计划。假设任何专业都有固定的学习年限，每学年含两个学期，每学期的时间长度和学分上限值均相等。每个专业开设的课程都是确定的，而且课程在开设时间的安排上必须满足先修关系。每门课程有哪些先修课程是确定的，可以有任意多门，也可以没有。每门课程恰好占一个学期。试在这样的前提下设计一个教学计划编制程序。

基本要求：输入参数包括学期总数，一学期的学分上限，每门课程的课程号、学分和直接先修课的课程号；允许两种策略，一是使学生在各学期的学习负担尽量均匀，二是使课程尽量集中在前几个学期；若根据给定的条件问题无解，则报告适当的信息，否则将教学计划输出到用户指定的文件中。教学计划的表格格式自行设定, 可以从键盘读取数据也可以从文件读取数据, 结果保存到文件中。

测试数据：学期总数为6，学分上限为10，该专业共开设12门。以08级某专业必修课与选修课为例，选择12门课程及相应学分，制定一个表明各门课程先后约束关系的有向图。

提高要求：产生多种不同的方案，并使方案之间的差异尽可能地大。8．停车场管理程序(**)问题描述：设停车场内只有一个可停放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时间的先后顺序，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），若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其它车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。

基本要求：每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，对每一组输入数据进行操作后的输出数据为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车离去；则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费，单位时间的停车费用由用户从键盘输入）。

测试数据：设输入数据为：（‘A’，1，5），（‘A’，2，10），（‘D’，1，15），（‘A’，3，20），（‘A’，4，25），（‘A’，5，30），（‘D’，2，35），（‘D’，4，40），（‘E’，0，0）。其中，‘A’表示到达；‘D’表示离去，‘E’表示输入结束。

提高要求：设停车场有南、北两个门，每个门都可以进、出车辆。9．计算表达式的值(**)问题描述：对于给定的一个表达式，表达式中可以包括常数、算术运行符（“+”、“-”、“*”、“/”）和括号，编写程序计算表达式的值。

基本要求：从键盘输入一个正确的中缀表达式，将中缀表达式转换为对应的后缀表达式，计算后缀表达式的值。

测试数据：任意选取一个符合题目要求的表达式。提高要求：（1）对于表达式中的简单错误，能够给出提示；

（2）表达式中可以包括单个字母表示的变量。

10．设计Huffman 编码器与解码器（***）

问题描述：利用哈夫曼编码进行信息通讯可以大大提高信道的利用率，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输数据预先编码；在接受端将传来的数据进行译码。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编写一个哈夫曼码的编/译码系统。

基本要求：根据某字符文件统计字符出现频度，构造Huffman 树，编制Huffman编码，并将给定字符文件编码，生成编码文件；再将给定编码文件解码，生成字符文件。（要求按二进制位表示编码）测试数据：英文文件。

提高要求：用二进制表示编码，生成二进制的编码文件。11．银行业务模拟（***）

问题描述：设银行有四个服务窗口，一个等待队列, 每个窗口均可以办理存款、取款、挂失、还贷业务，每种业务所需的服务时间不同，客户到达银行后，先到打号机上打号，号票上包括到达时间、编号和需要办理的业务，然后在银行内等候, 当任一服务窗口空闲时,处理等候客户中排在最前面的客户的业务。写一个上述银行业务的模拟系统,通过模拟方法求出客户在银行内逗留的平均时间和每个窗口办理的客户数及办理的每种业务数。

基本要求：每个客户到达银行的时间和需要办理的业务随机产生，输出一天客户在银行的平均逗留时间和每个窗口每天办理的客户数和每种业务数。

测试数据：营业时间为8小时，其他模拟量自行设定。12．程序源代码的相似性（***）

问题描述：对于两个C++语言的源程序代码，用哈希表的方法分别统计两个程序中使用C++语言关键字的情况，并最终按定量的计算结果，得出两份程序的相似性。

基本要求：建立C++语言关键字的哈希表，统计在每个源程序中C++关键字出现的频度, 得到两个向量X1和X2，通过计算向量X1和X2的相对距离来判断两个源程序的相似性。

例如: 关键字 Void Int For Char if else while do break cla 程序1关键字频度 4 3 0 4 3 0 7 0 0 2 程序2关键字频度 4 2 0 5 4 0 5 2 0 1 X1=[4,3,0,4,3,0,7,0,0,2] X2=[4,2,0,5,4,0,5,2,0,1] 设s是向量X1和X2的相对距离，s=sqrt(∑(xi1-xi2)2)，当X1=X2时，s=0, 反映出可能是同一个程序；s值越大，则两个程序的差别可能也越大。

测试数据: 选择若干组编译和运行都无误的C++程序，程序之间有相近的和差别大的，用上述方法求s, 对比两个程序的相似性。

提高要求：建立源代码用户标识符表，比较两个源代码用户标识符出现的频度，综合关键字频度和用户标识符频度判断两个程序的相似性。

13．小型文本编辑器

问题描述：设计一个行编辑程序，使其具有通常行编辑器(如Vi、Edlin)应具备的基本功能。

基本要求：编辑器应具备对文本文件的查找、插人、删除、修改、字符串替换、统计字数，统计行数等功能，对于超过一屏的长文件，应能够分页显示，查找功能用字符串匹配算法实现。设计用户接口命令，实现对文本的编辑。具体的编辑命令，可参考数据结构算法网络教学平台上提供的edlin、Vi的命令集。

测试数据：任一文本文件。

提高要求：１.可以支持“* ”、“? ”等通配符；

２.支持复制、粘贴等功能

3.支持多文档同时编辑；

提示：可以考虑用双向链表实现，每一结点表示一行字符，注意每行字符不能超过255。14．小型英汉词典

问题描述：设计一个英汉词典，支持Member(查找)、Insert(插入)、Delete(删除)操作。

基本要求：实现字典的常用方法有：有序线性表（Memeber用二分检索实现）、AVL树（二叉搜索树）、Patricia Trie、散列表等，任选一种方法实现字典的操作，查找单词、插入单词（插入时，先查找，找不到插入，找到提示用户）、删除单词（删除时，先查找，找到删除，找不到提示用户）。