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Kcollision/NUAA-2023-DataStructureCourseDesign

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NUAA Fall 2023 数据结构课程设计

完成题目如下

1.必做题

完成8题

1.1 系统进程统计(必做)(链表)

[问题描述]
  设计一个程序,每秒统计一次当前系统的进程状况,并按照内存使用自多到少排序打印输出相关信息。对已经结束的进程,另外给出一个列表,并显示该进程的结束时间和持续时间。
[基本要求]
(1) 该题目要求使用两个链式线性表。一个链表存储当前活动进程,要求使用单向链表,并按照内存使用自多到少排序。另外一个链表存储已结束进程,要求使用双向链表,按照持续时间自少到多排序。
(2) 每秒在窗口内更新一次当前系统进程情况,输出内容包括:进程名,持续时间,内存使用情况。
(3) 每秒在窗口内更新一次已结束进程情况,输出内容包括:进程名,持续时间,结束时间。
(4) 注意进程在这两个链表中的切换,一个进程既可被结束,也可以过一段时间后再被运行。

1.2 迷宫问题(必做)(栈与队列)

[问题描述]
利用栈操作实现迷宫问题求解。
[基本要求]
(1)从文件中读取数据,生成模拟迷宫地图,不少于20行20列。
(2)给出任意入口和出口,显示输出迷宫路线。

1.3 家谱管理系统(必做)(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)实现数据的文件存储和读取。
(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)要求建立至少40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。
(12)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。
(13)存储结构:根据系统功能要求自行设计,但是要求相关数据要存储在数据文件中。测试数据:要求使用1、全部合法数据;2、局部非法数据。进行程序测试,以保证程序的稳定。

1.4 Huffman编码与解码 (必做)(Huffman编码、二叉树)

[问题描述]
对一篇不少于5000字符的英文文章(source.txt),统计各字符出现的次数,实现Huffman编码(code.dat),以及对编码结果的解码(recode.txt)。
[基本要求]
(1) 输出每个字符出现的次数和编码,并存储文件(Huffman.txt)。
(2) 在Huffman编码后,英文文章编码结果保存到文件中(code.dat),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) 实现解码功能。

1.5 地铁修建 (必做)(图)

[问题描述]
  A市有n个交通枢纽,其中1号和n号非常重要,为了加强运输能力,A市决定在1号到n号枢纽间修建一条地铁。
  地铁由很多段隧道组成,每段隧道连接两个交通枢纽。经过勘探,有m段隧道作为候选,两个交通枢纽之间最多只有一条候选的隧道,没有隧道两端连接着同一个交通枢纽。
  现在有n家隧道施工的公司,每段候选的隧道只能由一个公司施工,每家公司施工需要的天数一致。而每家公司最多只能修建一条候选隧道。所有公司同时开始施工。
  作为项目负责人,你获得了候选隧道的信息,现在你可以按自己的想法选择一部分隧道进行施工,请问修建整条地铁最少需要多少天。 输入格式
  输入的第一行包含两个整数n, m,用一个空格分隔,分别表示交通枢纽的数量和候选隧道的数量。
第2行到第m+1行,每行包含三个整数a, b, c,表示枢纽a和枢纽b之间可以修建一条隧道,需要的时间为c天。

1.6 公交线路提示 (必做)(图)

[问题描述]
上网下载真实南京公交线路图,建立南京主要公交线路图的存储结构。
[基本要求]
(1)输入任意两站点,给出转车次数最少的乘车路线。
(2)输入任意两站点,给出经过站点最少的乘车路线。

1.7 B-树应用 (必做)(查找)

[问题描述]
设计并实现B-树的动态查找。
[基本要求]
(1) 从文件读取数据
(2)实现B-树的三种基本功能:查找、插入和删除。
(3)以可验证的方式输出结果

1.8 排序算法比较 (必做)(排序)

[问题描述]
利用随机函数产生10个样本,每个样本有50000个随机整数(并使第一个样本是正序,第二个样本是逆序),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、基数排序8种排序方法进行排序(结果为由小到大的顺序),并统计每一种排序算法对不同样本所耗费的时间。
[基本要求]
(1) 原始数据存在文件中,用相同样本对不同算法进行测试;
(2) 屏幕显示每种排序算法对不同样本所花的时间;

2.选做题

完成11题

2.1 数字排序(哈希、排序)

[问题描述]
  给定n个整数,请统计出每个整数出现的次数,按出现次数从多到少的顺序输出。

2.2 社交网络图中结点的“重要性”计算(选做)(图)

问题描述

2.3 魔法优惠券(选做)(排序)

问题描述

2.4 点击窗口(选做)(线性表)

[问题描述]
  在某图形操作系统中,有 N 个窗口,每个窗口都是一个两边与坐标轴分别平行的矩形区域。窗口的边界上的点也属于该窗口。窗口之间有层次的区别,在多于一个窗口重叠的区域里,只会显示位于顶层的窗口里的内容。
  当你点击屏幕上一个点的时候,你就选择了处于被点击位置的最顶层窗口,并且这个窗口就会被移到所有窗口的最顶层,而剩余的窗口的层次顺序不变。如果你点击的位置不属于任何窗口,则系统会忽略你这次点击。
  现在我们希望你写一个程序模拟点击窗口的过程。

2.5 消除类游戏(选做)

[问题描述]
  消除类游戏是深受大众欢迎的一种游戏,游戏在一个包含有n行m列的游戏棋盘上进行,棋盘的每一行每一列的方格上放着一个有颜色的棋子,当一行或一列上有连续三个或更多的相同颜色的棋子时,这些棋子都被消除。当有多处可以被消除时,这些地方的棋子将同时被消除。
  现在给你一个n行m列的棋盘,棋盘中的每一个方格上有一个棋子,请给出经过一次消除后的棋盘。
  请注意:一个棋子可能在某一行和某一列同时被消除。

2.6 公共钥匙盒(选做)(线性表,栈,队列)

[问题描述]
  有一个学校的老师共用N个教室,按照规定,所有的钥匙都必须放在公共钥匙盒里,老师不能带钥匙回家。每次老师上课前,都从公共钥匙盒里找到自己上课的教室的钥匙去开门,上完课后,再将钥匙放回到钥匙盒中。
  钥匙盒一共有N个挂钩,从左到右排成一排,用来挂N个教室的钥匙。一串钥匙没有固定的悬挂位置,但钥匙上有标识,所以老师们不会弄混钥匙。
  每次取钥匙的时候,老师们都会找到自己所需要的钥匙将其取走,而不会移动其他钥匙。每次还钥匙的时候,还钥匙的老师会找到最左边的空的挂钩,将钥匙挂在这个挂钩上。如果有多位老师还钥匙,则他们按钥匙编号从小到大的顺序还。如果同一时刻既有老师还钥匙又有老师取钥匙,则老师们会先将钥匙全还回去再取出。
  今天开始的时候钥匙是按编号从小到大的顺序放在钥匙盒里的。有K位老师要上课,给出每位老师所需要的钥匙、开始上课的时间和上课的时长,假设下课时间就是还钥匙时间,请问最终钥匙盒里面钥匙的顺序是怎样的?

2.7 算术表达式求值 (选做) (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:#6+15*(21-8/4)#。引入表达式起始、结束符是为了方便。编程利用“运算符优先法”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。
(4) 实现非整数的处理(*)。

2.8 Hash表应用 (选做)(查找)

[问题描述]
设计散列表实现VIP客户发掘。对身份证号进行Hash, 通过对乘客某时间段内的乘机频率、里程数统计,发掘VIP客户。
[基本要求]
(1) 设每个记录有下列数据项:身份证号码(虚构,位数和编码规则与真实一致即可)、姓名、航班号、航班日期、里程。
(2) 从文件输入各记录,以身份证号码为关键字建立散列表。
(3) 分别采用开放定址(自行选择和设计定址方案)和链地址两种方案解决冲突;显示发生冲突的次数、每次中解决冲突进行重定位的次数。
(4)记录条数至少在100条以上。
(5) 从记录中实现乘客乘机频率、里程数统计,从而发掘VIP客户。

2.9 树的应用 (选做)(树)

[问题描述]
  JSON (JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式,可以用来描述半结构化的数据。JSON 格式中的基本单元是值 (value),出于简化的目的本题只涉及 2 种类型的值:   * 字符串 (string):字符串是由双引号 " 括起来的一组字符(可以为空)。如果字符串的内容中出现双引号 ",在双引号前面加反斜杠,也就是用 " 表示;如果出现反斜杠 \,则用两个反斜杠 \ 表示。反斜杠后面不能出现 " 和 \ 以外的字符。例如:""、"hello"、""\"。
  * 对象 (object):对象是一组键值对的无序集合(可以为空)。键值对表示对象的属性,键是属性名,值是属性的内容。对象以左花括号 { 开始,右花括号 } 结束,键值对之间以逗号 , 分隔。一个键值对的键和值之间以冒号 : 分隔。键必须是字符串,同一个对象所有键值对的键必须两两都不相同;值可以是字符串,也可以是另一个对象。例如:{}、{"foo": "bar"}、{"Mon": "weekday", "Tue": "weekday", "Sun": "weekend"}。
  除了字符串内部的位置,其他位置都可以插入一个或多个空格使得 JSON 的呈现更加美观,也可以在一些地方换行,不会影响所表示的数据内容。例如,上面举例的最后一个 JSON 数据也可以写成如下形式。
  {
  "Mon": "weekday",
  "Tue": "weekday",
  "Sun": "weekend"
  }
  给出一个 JSON 格式描述的数据,以及若干查询,编程返回这些查询的结果。
输入格式
  第一行是两个正整数 n 和 m,分别表示 JSON 数据的行数和查询的个数。
  接下来 n 行,描述一个 JSON 数据,保证输入是一个合法的 JSON 对象。
  接下来 m 行,每行描述一个查询。给出要查询的属性名,要求返回对应属性的内容。需要支持多层查询,各层的属性名之间用小数点 . 连接。保证查询的格式都是合法的。

2.10 最小生成树 (选做) (图)

[问题描述]
利用普利姆算法和克鲁斯卡尔算法实现最小生成树问题。
[基本要求]
(1)自行建立图的数据文件,第一行是顶点个数,然后依次是顶点名,接下来是边,用float表示边的权值;
(2)以邻接表或者邻接矩阵表示图皆可;
(3)分别利用Prim和Kruskal算法实现最小生成树;
(4)输出最小生成树的权值之和,及所用的边。

2.11 电子小字典(选做)(查找)

[问题描述]
利用键树结构,建立一个微型电子字典。
[基本要求]
实现生词的加入,单词的查找、删除,修改等操作。

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