数据结构课程设计2021

数据结构课程设计2021

数据结构课程设计题目（2021年）

一、必做题

1、图书管理系统（线性表） [问题描述]

设计一个程序，记录并统计图书使用情况。 [基本要求]

（1）图书信息包括图书ID号，图书名，出版社名，出版年月，馆藏册数。 （2）学生信息包括学号，姓名，班级，在借册数，已还册数，违约次数。

（3）借阅信息包括图书ID号，图书名，学号，姓名，借阅日期，应还日期，归还日期。

（4）采用顺序存储线性表表示图书信息。采用链式存储线性表表示学生信息。采用双向循环链表表示借阅信息 。其中一个双向循环链表表示在借的借阅信息，按照图书ID号非递减排序；另一个双向循环链表表示已还的借阅信息，按照图书ID号非递减排序。 （5）图书信息，学生信息、借阅信息采用文件方式输入。 图书信息示例如下，每条信息一行：

16000001 数据结构 清华大学出版社 2021.10 30 学生信息示例如下，每条信息一行： 161340106 张三 1613401 5 10 借阅信息示例如下，每条信息一行：

标志位1（1 表示借阅 2表示归还） 16000001 数据结构 161340106 张三 2021.9.12 （借阅时表示借阅日期，应还日期自动生成，根据借阅日期+60天； 归还时表示归还日期， 归还日期要在借阅日期之后，应还日期之前，如果超过应还日期，则记录一次违约次数）。

例如借阅： 1 16000001 数据结构 161340106 张三 2021.9.12 归还： 2 16000001 数据结构 161340106 张三 2021.10.20

（6）规定每位学生不能同时借阅同一本书两本及以上。图书归还后，将该条借阅信息从借阅链表中转移到归还链表中。

（7）要求模拟数据中图书信息至少30本以上，学生信息至少20条以上，借阅信息至少50条以上。

（8）能够统计每一本图书被借阅次数（已还），在借册数。查询每一位学生的借阅历史明细记录。统计学生平均借阅次数，最大借阅次数，最少借阅次数。 （9）可在此要求基础上进行功能扩展。

2、算术表达式求值（栈） [问题描述]

一个算术表达式是由操作数(operand)、运算符(operator)和界限符(delimiter)组成的。假设操作数是正实数，运算符只含加减乘除等四种运算符，界限符有左右括号和表达式起始、结束符“#”，如：#（7+15）*（23-28/4）#。引入表达式起始、结束符是为了方便。编程利用“算符优先法”求算术表达式的值。 [基本要求]

（1） 从键盘或文件读入一个合法的算术表达式，输出正确的结果。 （2） 显示输入序列和栈的变化过程。

（3） 考虑算法的健壮性，当表达式错误时，要给出错误原因的提示。 3、二叉树的应用（二叉树） [问题描述]

编程实现二叉树的建立，先序、中序、后序（递归和非递归方法）、层序遍历，二叉树的高度、繁茂度，交换左右子树，统计叶子节点的数目，判断是否为完全二叉树，按树的形态在屏幕上打印输出。 [基本要求]

（1） 从文件中读入建树信息，树的节点数目不小于20个，树的高度不小于4。 （2） 建树信息采用两行英文字符表示，每个英文字符代表一个结点，第1行为树的中序遍历结果，第2行为树的后序遍历结果。

4、Huffman编码与解码（Huffman编码、二叉树） [问题描述]

对一篇英文文章（大于2000个英文字符），统计各字符出现的次数，实现Huffman编码，以及对编码结果的解码。 [基本要求]

（1） 输出每个字符出现的次数和编码，其中求最小权值要求用堆实现。

（2） 在Huffman编码后，要将编码表和英文文章编码结果保存到文件中，编码结果必须是二进制形式，即0 1的信息用比特位表示，不能用字符’0’和’1’表示。 （3） 提供读编码文件生成原文件的功能。 5、关键路径问题（图） [问题描述]

设计并实现关键路径的一种应用。 [基本要求]

（1）实现拓扑排序和关键路径的发现。 （2）给出一个具体的应用环境。 6、排序算法比较（排序） [问题描述]

利用随机函数产生10个样本（其中之一已为正序，之一为倒序），每个样本有20000随机整数，利用直接插入排序、希尔排序，冒泡排序、快速排序、选择排序、堆排序，归并排序（递归和非递归），基数排序八种排序方法进行排序（结果为由小到大的顺序），并统计每一种排序所耗费的平均时间 [基本要求]

（1） 原始数据存在文件中，每个整数一行，方便读入。 （2） 屏幕显示每种排序所花的比较次数。

二、选做题

1、迷宫问题（栈与递归） [问题描述] 利用栈操作实现迷宫问题求解。 [基本要求]

（1）随机生成模拟迷宫地图，不少于10行10列，存在文件中。 （2）动态显示每一步的结果 。 （3）可在此基础上有改进方法。 2、家谱管理系统（树） [问题描述]

实现具有下列功能的家谱管理系统 [基本要求]

（1）输入文件以存放最初家谱中各成员的信息，成员的信息中均应包含以下内容：姓名、出生日期、婚否、地址、健在否、死亡日期（若其已死亡），也可附加其它信息、但不是必需的。

（2）实现数据的存盘和读盘。 （3）以图形方式显示家谱。 （4）显示第n 代所有人的信息。

（5）按照姓名查询，输出成员信息（包括其本人、父亲、孩子的信息）。 （6）按照出生日期查询成员名单。 （7）输入两人姓名，确定其关系。 （8）某成员添加孩子。 （9）删除某成员（若其还有后代，则一并删除）。 （10）修改某成员信息。 （11）按出生日期对家谱中所有人排序。 （12）打开一家谱时，提示当天生日的健在成员。

（13）要求建立至少30个成员的数据，以较为直观的方式显示结果，并提供文稿形式以便检查。

（14）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。