山东大学《数据结构》实验指导01抽象数据类型.docx

数据结构实验指导实验一抽象数据类型一实验任务抽象数据类型Triplet的表示和实现。二实验目的1)理解和掌握抽象数据类型的概念。2)熟悉数据结构的定义及基本操作。3)实践系统程序开发的规范步骤。三实验原理1.抽象数据类型的定义抽象数据类型(ADT, Abstract Data Type)由具有一定关系的一组数据和定 义在该组数据上的操作组成。抽象数据类型为我们提供了一个描述数据结构的架 构。抽象数据类型的定义一般包括数据定义和操作定义两个局部。一个含抽象数 据类型的模块通常包含定义、表示和实现3个局部。抽象数据类型的形式表示为如下三元组：(D, S, 0 )其中：D是数据对象，S是D上的关系集合，。是D上的基本操作集合。我们习惯上把抽象数据类型表示成如下格式：ADT抽象数据类型名数据对象：数据对象的定义,数据关系：数据关系的定义基本操作：基本操作的定义ADT抽象数据类型名例如，抽象数据类型Triplet的三元组定义：ADT Triplet 数显对象：D=el, e2, e3 | el, e2, e3 I ElemSet )数据关系：Rl= , 基本操作：InitTriplet ( & Tz vl, v2, v3 )操作结果：构造了三元组T,元素el,e2和e3分别被赋以参数vl, v2 和v3的值DestroyTriplet ( & T)操作结果：三元组T被销毁。Get ( T, i, &e )初始条件：三元组T已存在，li3o操作结果：用e返回T的第i元的值。Put(&T, i, e)初始条件：三元组T已经存在，li3。操作结果：改变T的第i元的值为e。IsAscending(T)初始条件：三元组T已存在。操作结果：如果T的三个元素按升序排列，那么返回1,否那么返回0。IsDescending(T)初始条件：三元组T已存在。操作结果：如果T的三个元素按降序排列，那么返回1,否那么返回0。Max( T, &e)初始条件：三元组T已存在。操作结果：用e返回T中三个元素的最大值。Min( T, &e)初始条件：三元组T已存在。操作结果：用e返回T中三个元素的最小值。 ADT Triplet2.抽象数据类型的表示与实现我们可以通过固有数据类型来表示和实现抽象数据类型，即利用处理器中已 存在的数据类型来说明新的结构，用已经实现的操作来组合新的操作。我们约定 以C语言作为数据结果的描述工具。例如，抽象数据类型Triplet的表示和实现如下：typedef ElemType * Triplet;/基本操作的实现Status InitTriplet ( Triplet & T, ElemType vlz ElemType v2, ElemType v3 ) 构造三元组T,依次设置T的三个元素的初值为vl, v2和v3。T=(日emType * ) malloc ( 3*sizeof (日emType );if ( ! T ) exit ( OVERFLOW );T 0 = vl; T 1 = v2; T2 = v3; return OK !Status DestroyTriplet ( Triplet & T) free (T); T=NULL ; return OK !Status Get ( Triplet T, int i,日emType & e ) if (i 3 ) return ERROR;e = Ti-l; return OK !Status Put ( Triplet & T, int i,日emType e ) if (i 3 ) return ERROR;T i - 1 = e; return OK !四实验设备、仪器、工具及资料微机、VC五实验内容通过C语言实现一个可无误运行的完整程序，完成抽象数据类型Triplet的 表示和实现。要求：程序运行时显示基本操作的菜单，由用户选择执行相应操作 （如：可利用switch语句等），以此整合Triplet的各基本操作，实现程序设计。 六实验步骤（1）实验预习1）预习本实验原理中关于抽象数据类型Triplet的定义、表示及实现。2）熟悉程序运行环境VC的使用。（2）实验步骤1）问题分析与系统的结构设计。充分地分析和理解此实验工程，弄清要求 作什么，限制条件是什么。按照以数据结构为中心的原那么划分模块。最后写出每 个子程序（过程或函数）的规格说明，列出它们之间的调用关系，可以使用调用 关系图表示那么更加清晰，这样便完成了系统结构设计。2）详细设计和编码。详细设计的目的是对子程序（过程或函数）的进一步 求精。用IF、WHILE和赋值语句等，以及自然语言写出算法的框架。利用自然 语言的目的是防止陷入细节。在编码时，可以对详细设计的结果进一步求精，用 高级语言表示出来。3）在VC环境下调试程序。七实验报告要求实验报告包含程序开发过程所形成的所有文档资料，包括如下内容：1）需求分析及规格说明：问题描述，求解的问题是什么。2）概要设计：本程序所用的数据类型定义；主程序流程；程序模块及相互 关系。3）详细设计：采用C语言定义的数据结构；各模块的伪码算法；各函数调 用关系。4）调试报告。5）本实验工程的程序清单及运行结果。八思考题为什么用抽象数据类型描述数据结构？