第四次作业
| 这个作业属于哪个课程 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/ |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/homework/11296 |
| 这个作业的目标 | <掌握栈的性质，学习如何操作队列> |
| 学号 | 2018204206 |
一、实验目的
1、掌握栈的结构特性及其入栈，出栈操作；
2、掌握队列的结构特性及其入队、出队的操作，掌握循环队列的特点及其操作。
二、实验预习
说明以下概念
1、顺序栈：指利用顺序存储结构实现的栈。采用地址连续的存储空间（数组)依次存储栈中数据元素，由于入栈和出栈运算都是在栈顶进行，而栈底位置是固定不变的，可以将栈底位置设置在数组空间的起始处；栈顶位置是随入栈和出栈操作而变化的，故需用一个整型变量top来记录当前栈顶元素在数组中的位置。
2、链栈：栈的链式存储结构。
3、循环队列：首尾相连的顺序队列。
4、链队：队列的链式存储结构。
三、实验内容和要求
1、阅读下面程序，将函数Push和函数Pop补充完整。要求输入元素序列1 2 3 4 5 e，运行结果如下所示。
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define ERROR 0
#define OK 1
#define STACK_INT_SIZE 10 /*存储空间初始分配量*/
#define STACKINCREMENT 5 /*存储空间分配增量*/
typedef int ElemType; /*定义元素的类型*/
typedef struct{
ElemType *base;
ElemType *top;
int stacksize; /*当前已分配的存储空间*/
}SqStack;
int InitStack(SqStack *S); /*构造空栈*/
int push(SqStack *S,ElemType e); /*入栈*/
int Pop(SqStack *S,ElemType *e); /*出栈*/
int CreateStack(SqStack *S); /*创建栈*/
void PrintStack(SqStack *S); /*出栈并输出栈中元素*/
int InitStack(SqStack *S){
S->base=(ElemType *)malloc(STACK_INT_SIZE *sizeof(ElemType));
if(!S->base) return ERROR;
S->top=S->base;
S->stacksize=STACK_INT_SIZE;
return OK;
}/*InitStack*/
int Push(SqStack *S,ElemType e)
{
if(S->top-S->base>=S->stacksize)
{
S->base=(ElemType *)realloc(S->base,(S->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemType));
if(!S->base) return ERROR;
S->top=S->base+S->stacksize;
S->stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S->top++ = e;
return OK;
}/*Push*/
int Pop(SqStack *S,ElemType *e)
{
if(S->top==S->base) return ERROR;
S->top=--S->top;
*e=*S->top;
return OK;
}/*Pop*/
int CreateStack(SqStack *S){
int e;
if(InitStack(S))
printf("Init Success!\n");
else{
printf("Init Fail!\n");
return ERROR;
}
printf("input data:(Terminated by inputing a character)\n");
while(scanf("%d",&e))
Push(S,e);
return OK;
}/*CreateStack*/
void PrintStack(SqStack *S){
ElemType e;
while(Pop(S,&e))
printf("%3d",e);
}/*Pop_and_Print*/
int main(){
SqStack ss;
printf("\n1-createStack\n");
CreateStack(&ss);
printf("\n2-Pop&Print\n");
PrintStack(&ss);
return 0;
}
算法分析：输入元素序列1 2 3 4 5，为什么输出序列为5 4 3 2 1？体现了栈的什么特性？
体现了栈是只允许在表的一端进行操作的线性表且具有先进后出的特性。
2、在第1题的程序中，编写一个十进制转换为二进制的数制转换算法函数（要求利用栈来实现），并验证其正确性。
实现代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define STACK_INCREMENT 10
#define STACK_INIT_SIZE 50
typedef struct {
int *base;
int *top;
int stacksize;
}seqstack;
int Initseqstack(seqstack *stack)
{
stack->base=(int *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int));
if(!stack->base)
return 0;
stack->top=stack->base;
stack->stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return 1;
}
int push(seqstack *stack,int e)
{
if(stack->top-stack->base>=STACK_INIT_SIZE)
{
stack->base=(int *)realloc(stack->base,(stack->stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(int));
if(!stack->base)
return 0;
stack->top=stack->base+stack->stacksize;
stack->stacksize+=STACK_INCREMENT;
}
*stack->top=e;
stack->top++;
return 1;
}
int pop(seqstack *stack,int *e)
{
if(stack->base==stack->top)
return 0;
*e=*--stack->top;
return 1;
}
int Isstackempty(seqstack *stack)
{
if(stack->top==stack->base)
return 1;
else return 0;
}
void Conversion(seqstack *stack)
{
int n,e;
Initseqstack(stack);
scanf("%d",&n);
while(n)
{
push(stack,n%2);
n=n/2;
}
while(!Isstackempty(stack))
{
pop(stack,&e);
printf("%d",e);
}
}
int main()
{
seqstack s;
Conversion(&s);
}
验证
3、阅读并运行程序，并分析程序功能。
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<string.h>
#define M 20
#define elemtype char
typedef struct
{
elemtype stack[M];
int top;
}
stacknode;
void init(stacknode *st);
void push(stacknode *st,elemtype x);
void pop(stacknode *st);
void init(stacknode *st)
{
st->top=0;
}
void push(stacknode *st,elemtype x)
{
if(st->top==M)
printf("the stack is overflow!\n");
else
{
st->top=st->top+1;
st->stack[st->top]=x;
}
}
void pop(stacknode *st)
{
if(st->top>0) st->top--;
else printf(“Stack is Empty!\n”);
}
int main()
{
char s[M];
int i;
stacknode *sp;
printf("create a empty stack!\n");
sp=malloc(sizeof(stacknode));
init(sp);
printf("input a expression:\n");
gets(s);
for(i=0;i<strlen(s);i++)
{
if(s[i]=='(')
push(sp,s[i]);
if(s[i]==')')
pop(sp);
}
if(sp->top==0)
printf("'('match')'!\n");
else
printf("'('not match')'!\n");
return 0;
}
输入：2+((c-d)6-(f-7)a)/6
运行结果：'('match')'!
输入：a-((c-d)*6-(s/3-x)/2
运行结果：'('not match')'!
程序的基本功能：判断式中括号是否匹配
四、实验小结
对栈的结构特性及其入栈，出栈操作有了初步了解，理解了队列的结构特性及其入队、出队的操作，初步掌握循环队列的特点及其操作。
