实验3：栈、队列与递归
集美大学课程实验报告-实验3：栈、队列与递归
| 项目名称 | 内容 |
|---|---|
| 课程名称 | 数据结构 |
| 班级 | 网安2511 |
| 学号 | 202521336001 |
| 实验项目名称 | 栈和队列 |
| 上机实践日期 | 2026.04.05 |
| 上机实践时间 | 2学时 |
一、目的（本次实验所涉及并要求掌握的知识点）
- 掌握STL中string的使用
- 熟练掌握STL中栈(stack)和队列(queue)的基本使用
- 掌握栈和队列的一些典型应用
二、实验内容与设计思想
题目1：栈的应用(符号配对)
函数相关伪代码
getline整行输入string类型的s
定义栈node
循环：
{
char c=s[i]
if (c找到'(','[','{')
{
node.push()
}
else if(c找到')',']','}')
{
判断：
if(node.empty)
{
栈内没有匹配的符号，输出no并跳出循环
}
取栈顶元素top，为找到配对,cout<<top并cout<<no
若匹配，弹出栈顶元素node.pop()
}
}
if(node.empty)
{
全部匹配成功并弹出，cout<<yes;
}else//失败
{
cout<<top<<endl;
cout<<no;
}
函数代码
#include <iostream>
#include <string>
#include <stack>
using namespace std;
int main() {
string s;
getline(cin, s);
stack<char> node;
for (size_t i = 0; i < s.length(); i++) {
char c = s[i];
if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {
node.push(c);
}
else if (c == ')' || c == ']' || c == '}') {
if (node.empty()) {
cout << "no" << endl;
return 0;
}
char top = node.top();
node.pop();
if ((c == ')' && top != '(') ||
(c == ']' && top != '[') ||
(c == '}' && top != '{')) {
cout << top << endl;
cout << "no" << endl;
return 0;
}
}
}
if (node.empty()) {
cout << "yes" << endl;
} else {
char top = node.top();
cout << top << endl;
cout << "no" << endl;
}
return 0;
}
题目2：使用 stack 将递归转化为非递归程序
函数相关伪代码
函数 test_non_recursive():
stack<int> s
int x
循环:
输入 x
如果 x == 0:
跳出循环
否则:
s.push(x)
sum = 0
循环:
如果 s 不为空:
x = s.top()
s.pop()
sum += x
输出 sum
否则:
跳出循环
函数代码
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
void test_non_recursive() {
stack<int> s;
int x;
// 读取输入，直到输入0
while (true) {
cin >> x;
if (x == 0) {
break;
}
s.push(x);
}
int sum = 0;
// 弹出栈顶，累加并输出
while (!s.empty()) {
x = s.top();
s.pop();
sum += x;
cout << sum << endl;
}
}
// 添加 main 函数
int main() {
test_non_recursive(); // 调用你写的函数
return 0;
}
题目3：队列的应用(银行业务队列)
函数相关伪代码
// 初始化两个队列，分别存储A窗口和B窗口的顾客
创建队列A
创建队列B
读取输入：第一个数为N，后面N个数为顾客编号序列
遍历顾客编号序列：
如果编号为奇数，加入队列A
否则，加入队列B
初始化结果列表result
循环直到A和B都为空：
// 处理A窗口的业务（速度是B的2倍，即每轮先处理A的两个顾客，再处理B的一个）
如果A不为空：
取出A的第一个顾客，加入result
如果A不为空：
取出A的第一个顾客，加入result
如果B不为空：
取出B的第一个顾客，加入result
// 当两个窗口同时处理完（A处理2个，B处理1个）时，A的优先级更高已在上面的顺序保证（先处理A的两个）
输出result中的顾客编号，用空格分隔（最后一个无多余空格）
函数代码
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
int n;
cin >> n;
queue<int> queue_a, queue_b;
for (int i = 0; i < n; i++) {
int customer;
cin >> customer;
if (customer % 2 == 1) {
queue_a.push(customer); // 奇数去A窗口
} else {
queue_b.push(customer); // 偶数去B窗口
}
}
vector<int> result;
while (!queue_a.empty() || !queue_b.empty()) {
if (!queue_a.empty()) {
result.push_back(queue_a.front());
queue_a.pop();
if (!queue_a.empty()) {
result.push_back(queue_a.front());
queue_a.pop();
}
}
if (!queue_b.empty()) {
result.push_back(queue_b.front());
queue_b.pop();
}
}
for (int i = 0; i < result.size(); i++) {
if (i > 0) {
cout << " ";
}
cout << result[i];
}
cout << endl;
return 0;
}
三、实验使用环境（本次实验所使用的平台和相关软件）
- 操作系统：Windows 10 专业版
- 编程语言：C++
- 开发工具：Visual Studio 2022
- 编译器：VS2022
四、实验步骤和调试过程（实验步骤、测试数据设计、测试结果分析）
题目1：符号配对
本机运行截图
PTA提交截图
题目2：使用 stack 将递归转化为非递归程序
本机运行截图
题目3：银行业务队列
本机运行截图
PTA提交截图
五、实验小结（实验中遇到的问题及解决过程、实验体会和收获）
遇到的问题及解决方法：
- 问题：程序崩溃找不到原因
- 解决方法：使用打断点进行调试的方法。
- 问题：未检查队列是否为空，直接调用 queue.front()或 queue.pop()
- 解决方法：在调用 front()/pop()前，必须通过 !queue.empty()判空；处理 A 窗口的“取2个元素”逻辑时，拆分为“先取1个（判空）→ 再取1个（再次判空）”。
实验体会和收获：
- 掌握了string的使用
- 了解stack和queue的基本使用
- 学习了VS断点调试方法
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