数据结构课程设计：排序算法与应用

"数据结构课程设计" 数据结构是计算机科学中的一个重要领域，它研究如何有效地组织和存储数据，以便高效地访问和处理这些数据。在这个课程设计中，学生陈子怡涉及了多个关键主题，包括内部排序算法、线性链表操作、表达式求解、二叉树遍历和应用、最小生成树问题、拓扑排序，以及一个订票系统的实现。 1. 内部排序算法的性能分析：内部排序是指在内存中完成的排序过程。在这个项目中，学生设计了一个测试程序来比较不同的内部排序算法，如冒泡排序、直接排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序和堆排序。通过对不同长度和随机数据的多组测试，分析了这些算法的关键字比较次数和移动次数，从而理解它们的效率差异。 2. 线性链表的基本操作：线性链表是一种非连续的内存结构，允许动态添加和删除元素。学生实现了链表的插入、删除和遍历功能，同时支持从键盘读取元素来创建链表。 3. 表达式求解：这个部分涉及了设计一个程序，能接收并解析用户输入的不含变量的算术表达式，执行四则运算并给出结果。这需要理解和处理表达式的语法，实现一个有效的计算引擎。 4. 二叉树的遍历、线索及应用：二叉树是一种重要的数据结构，支持前序、中序和后序遍历。学生建立了二叉树并输出了这些遍历序列，同时也计算了叶子节点的数量。线索二叉树是在二叉树中添加额外信息以支持反向遍历的技术。 5. 最小生成树问题：这个问题来自图论，目标是在连接n个城市的网络中找到成本最低的连接方式，通常通过Prim或Kruskal算法解决。 6. 拓扑排序：拓扑排序是应用于有向无环图(DAG)的排序算法，它返回一个顶点的线性顺序，使得对于每条有向边(u, v)，u总是在v之前出现。学生使用邻接表作为图的存储结构，并实现了拓扑排序的算法。 7. 订票系统：这是一个实际的应用示例，涉及到数据文件的读写和管理，用户可以录入航班信息，查询航班详情，进行订票操作。系统设计要求考虑到数据的存储结构和查询效率。 通过这个课程设计，学生不仅掌握了数据结构的基础知识，还实践了算法的实现，增强了对复杂问题的解决能力和软件开发的实践经验。