栈和队列
| 这个作业属于哪个班级 | 数据结构--网络2011/2012 |
|---|---|
| 这个作业的地址 | DS博客作业02--栈和队列 |
| 这个作业的目标 | 学习栈和队列的结构设计及运算操作 |
| 姓名 |
0.PTA得分截图
1.本周学习总结（0-5分）
1.1 栈
画一个栈的图形，介绍如下内容。
- 顺序栈的结构、操作函数
顺序栈的存储结构
顺序栈的进栈操作
/* 插入元素e为新的栈顶元素 */
Status Push(SqStack *S,SElemType e)
{
if(S->top == MAXSIZE -1) /* 栈满 */
{
return ERROR;
}
S->top++; /* 栈顶指针增加一 */
S->data[S->top]=e; /* 将新插入元素赋值给栈顶空间 */
return OK;
}
顺序栈的出栈操作
/* 若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR */
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
{
if(S->top==-1)
return ERROR;
*e=S->data[S->top]; /* 将要删除的栈顶元素赋值给e */
S->top--; /* 栈顶指针减一 */
return OK;
}
获取顺序栈的栈顶元素
/* 若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR */
Status GetTop(SqStack S,SElemType *e)
{
if (S.top==-1)
return ERROR;
else
*e=S.data[S.top];
return OK;
}
- 链栈的结构、操作函数
链栈的存储结构
链栈的进栈操作
/* 插入元素e为新的栈顶元素 */
Status Push(LinkStack *S,SElemType e)
{
LinkStackPtr s=(LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode));
s->data=e;
s->next=S->top; /* 把当前的栈顶元素赋值给新结点的直接后继，见图中① */
S->top=s; /* 将新的结点s赋值给栈顶指针，见图中② */
S->count++;
return OK;
}
链栈的出栈操作
/* 若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR */
Status Pop(LinkStack *S,SElemType *e)
{
LinkStackPtr p;
if(StackEmpty(*S))
return ERROR;
*e=S->top->data;
p=S->top; /* 将栈顶结点赋值给p，见图中① */
S->top=S->top->next; /* 使得栈顶指针下移一位，指向后一结点，见图中② */
free(p); /* 释放结点p */
S->count--;
return OK;
}
链栈的初始化操作
/* 构造一个空栈S */
Status InitStack(LinkStack *S)
{
S->top = (LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode));
if(!S->top)
return ERROR;
S->top=NULL;
S->count=0;
return OK;
}
链栈的遍历操作
Status StackTraverse(LinkStack S)
{
LinkStackPtr p;
p=S.top;
while(p)
{
visit(p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
return OK;
}
Status visit(SElemType c)
{
printf("%d ",c);
return OK;
}
判断栈是否为空
/* 若栈S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE */
Status StackEmpty(LinkStack S)
{
if (S.count==0)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
1.3 队列
- 顺序队列的结构、操作函数
顺序队列的存储结构
/* QElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
typedef int QElemType;
/* 循环队列的顺序存储结构 */
typedef struct
{
QElemType data[MAXSIZE];
int front; /* 头指针 */
int rear; /* 尾指针，若队列不空，指向队列尾元素的下一个位置 */
}SqQueue;
顺序队列的入队操作
/* 若队列未满，则插入元素e为Q新的队尾元素 */
Status EnQueue(SqQueue *Q,QElemType e)
{
if ((Q->rear+1)%MAXSIZE == Q->front) /* 队列满的判断 */
return ERROR;
Q->data[Q->rear]=e; /* 将元素e赋值给队尾 */
Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;/* rear指针向后移一位置， */
/* 若到最后则转到数组头部 */
return OK;
}
顺序队列的出队操作
/* 若队列不空，则删除Q中队头元素，用e返回其值 */
Status DeQueue(SqQueue *Q,QElemType *e)
{
if (Q->front == Q->rear) /* 队列空的判断 */
return ERROR;
*e=Q->data[Q->front]; /* 将队头元素赋值给e */
Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE; /* front指针向后移一位置， */
/* 若到最后则转到数组头部 */
return OK;
}
判断顺序队列是否为空
Status QueueEmpty(SqQueue Q)
{
if(Q.front==Q.rear) /* 队列空的标志 */
return TRUE;
else
return FALSE;
}
- 环形队列的结构、操作函数
- 链队列的结构、操作函数
链队列的存储结构
#include "stdio.h"
/* QElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
typedef int QElemType;
typedef struct QNode /* 结点结构 */
{
QElemType data;
struct QNode *next;
} QNode,*QueuePtr;
typedef struct /* 队列的链表结构 */
{
QueuePtr front,rear; /* 队头、队尾指针 */
} LinkQueue;
int main()
{
return 0;
}
链队列的初始化
/* 构造一个空队列Q */
Status InitQueue(LinkQueue *Q)
{
Q->front = Q->rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if(!Q->front)
exit(OVERFLOW);
Q->front->next=NULL;
return OK;
}
链队列的入队操作
/* 插入元素e为Q的新的队尾元素 */
Status EnQueue(LinkQueue *Q,QElemType e)
{
QueuePtr s=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if(!s) /* 存储分配失败 */
exit(OVERFLOW);
s->data=e;
s->next=NULL;
Q->rear->next=s; /* 把拥有元素e的新结点s赋值给原队尾结点的后继，见图中① */
Q->rear=s; /* 把当前的s设置为队尾结点，rear指向s，见图中② */
return OK;
}
链队列的出队
/* 若队列不空,删除Q的队头元素,用e返回其值,并返回OK,否则返回ERROR */
Status DeQueue(LinkQueue *Q,QElemType *e)
{
QueuePtr p;
if(Q->front==Q->rear)
return ERROR;
p=Q->front->next; /* 将欲删除的队头结点暂存给p */
*e=p->data; /* 将欲删除的队头结点的值赋值给e */
Q->front->next=p->next;/* 将原队头结点的后继p->next赋值给头结点后继 */
if(Q->rear==p) /* 若队头就是队尾，则删除后将rear指向头结点 */
Q->rear=Q->front;
free(p);
return OK;
}
- 队列应用，要有具体代码操作。
2.PTA实验作业（4分）
2.1 符号配对
2.1.1 解题思路及伪代码
定义一个字符串str用来存储表达式
输入表达式
定义一个字符栈st来存储左符号
定义变量flag来判断左右符号是否配对
for i=0 to str[i] //遍历字符串
if 遇到左符号 do
左符号入栈 //如果遇到左符号，将左符号入栈
if 遇到右符号 do
if 栈空 do
输出no
结束程序 //如果栈为空，说明没有左符号与右符号配对
if 栈不空 do
取栈顶
if 左右符号配对 do
flag=1;
if 左右符号不匹配 do
输出栈定符号；
输出no;
结束程序； //如果左右符号不匹配，直接输出然后退出程序
出栈
end for
if 栈空&&flag=1 do
输出yes
else
取栈顶
出栈
输出栈中无法配对到右符号的左符号
输出no
2.1.2 总结解题所用的知识点
栈的结构体定义
stack的函数调用
flag的标记作用
2.2 银行业务队列简单模拟
2.2.1 解题思路及伪代码
定义Q1存储a柜台的元素，定义Q2存储b柜台的元素，定义Q3存储存储最终表达式
int a=1 \\做Q3顺序标记
while Q1.front != Q1.rear || Q2.front != Q2.rear \\a柜台入Q3操作
if a==1||a==2 do
Q3.base[Q3.rear] = Q1.base[Q1.front];
Q3.rear = (Q3.rear + 1) % MAXSIZE;
Q1.front = (Q1.front + 1) % MAXSIZE;
else \\b柜台入Q3操作
if Q2.front != Q2.rear
Q3.base[Q3.rear] = Q2.base[Q2.front];
Q3.rear = (Q3.rear + 1) % MAXSIZE;
Q2.front = (Q2.front + 1) % MAXSIZE;
a++
if a>3 do \\调整a,b柜台在Q3的排序
a=1
for i = 0 i to s-1
Q3元素的表达
2.2.2 总结解题所用的知识点
设a=1当a>3时a=1，用于调整Q3中Q1，Q2的位置
3.阅读代码（0--1分）
找1份优秀代码，理解代码功能，并讲出你所选代码优点及可以学习地方。主要找以下类型代码：
注意：不能选教师布置在PTA的题目。完成内容如下。
3.1 题目及解题代码
可截图，或复制代码，需要用代码符号渲染。
3.2 该题的设计思路及伪代码
链表题目，请用图形方式展示解决方法。同时分析该题的算法时间复杂度和空间复杂度。
