哈尔滨工大数据结构实验：图形结构与遍历算法详解

本实验文档主要涉及的是数据结构课程中的一个重要主题——图形结构及其应用，特别是针对哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院的学生进行的实验项目。实验旨在让学生深入理解并掌握图形结构，包括树型结构和图的遍历算法，如深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。 实验的核心内容包括： 1. 实验目的：通过实践操作，学生要熟悉逻辑结构和储存结构在图形结构中的应用，掌握如何构建有向图和无向图的邻接矩阵（用二维数组表示，元素值为0或1，表示边的存在与否）以及邻接表（使用链表结构，记录每个节点的连接关系）。 2. 实验要求： - 建立和遍历邻接矩阵和邻接表，包括有向图和无向图的存储。 - 实现深度优先搜索（递归和非递归版本），以及广度优先搜索算法，能够生成深度优先森林或序列，以及广度优先搜索的结果。 - 能够通过文件输入图的顶点和边，显示相应的搜索结果，至少包含10个顶点和13条边。 - 软件设计需考虑功能结构的合理性，用户界面友好，易于操作。 3. 物理设计： - 邻接矩阵的实现采用二维数组，直观表示图中节点间的边的关系。 - 邻接表则通过链表结构，记录每个节点的邻居节点，提供更高效的查询和插入操作。 - 实验中还涉及到数据的读入和处理，如广度优先搜索的层次遍历，深度优先搜索的递归和非递归实现。 在实验过程中，学生需要完成初始化和图的读入，展示不同数据结构的输入结果，并根据提示进行操作，包括非法输入的处理。实验还包括深度优先搜索的不同实现方式，以及搜索结果的展示。最后，学生需要反思系统的不足之处，并分享他们的学习体会。 整个实验既锻炼了学生的编程能力，也加深了他们对图形结构核心算法的理解，同时培养了他们的问题解决和软件工程实践能力。通过本实验，学生将能够将理论知识应用到实际问题中，提高对数据结构在互联网等IT领域中作用的认识。