数据结构课程设计实践：模拟雨景、哈夫曼编码与表达式求值

《数据结构》课程设计2011-2012-2 是一门实践性强的课程，旨在让学生通过实际项目锻炼对数据结构的理解和应用能力。本次课程设计包括五个部分，每个项目都涵盖了不同的数据结构和算法。 1. 池塘夜降彩色雨：这个项目要求设计一个程序来模拟动态的视觉效果，涉及到图形和随机性。学生需要处理的是数据的可视化问题，包括随机生成雨点的位置、颜色和动态轨迹，同时还需要实现“电闪雷鸣”和风的效果，展示自然场景的动态变化。这涉及到了图形界面设计、随机数生成和数据结构的队列或堆来控制雨点的顺序和状态。 2. 哈夫曼编码器：哈夫曼编码是一种基于概率的编码方式，用于数据压缩。在这个项目中，学生需构建哈夫曼树，根据字符出现频率自动排序并创建编码规则。这需要用到优先队列（如二叉堆）来构建哈夫曼树，以及字符串操作和文件I/O，以实现字符的输入、统计和编码。 3. 算术表达式求值演示：这是一个涉及递归和栈的问题，需要将中缀表达式转换为后缀（也称逆波兰）表达式，而后缀表达式可以方便地用栈来求值。学生需要用栈来存储运算符和操作数，理解运算符优先级和括号的作用。这个过程展示了栈在算法中的核心作用。 4. 农夫过河问题：一个经典的动态规划问题，涉及到有限状态和决策树。学生需要设计搜索算法（深度优先搜索和广度优先搜索）来找到一个策略，确保农夫、狼、羊和白菜安全过河。这个问题涉及图的遍历算法和状态空间搜索，展示了状态转移矩阵在解决这类问题中的应用。 5. 运动会分数统计：此项目涉及数据处理和数据分析。学生需要设计一个程序来记录和统计参赛学校的分数，根据项目类型（单人或团队）和名次分配不同的得分。这要求理解和使用列表、数组等数据结构来存储比赛信息，以及排序和查找算法。 通过这些课程设计任务，学生们不仅可以深入理解数据结构如队列、堆、栈和树等概念，还能学习到如何在实际编程中运用这些结构解决问题，提升算法设计和编程实践能力。