数据结构第四次作业

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这个作业的目标	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
学号	2018204183
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：
由于栈是运算受限的线性表，因此线性表的存储结构对栈也适用。栈的顺序存储结构简称为顺序栈，它是运算受限的顺序表。
类似于顺序表的定义，顺序栈也可用向量来实现。因为栈底位置是固定不变的，所以可以将栈底位置设置在向量两端的任意一个端点；栈顶位置是随着进栈和退栈操作而变化的，故需用一个整型量top来指示当前栈顶位置，通常称top为栈顶指针。

2、链栈：
栈的链式存储结构称为链栈。它是运算受限的单链表，其插入和删除操作仅限制在表头位置上进行。由于只能在链表头部进行操作，故链栈没有必要像单链表那样需要附加头结点。栈顶指针就是链表的头指针。

3、循环队列：
循环队列就是将队列存储空间的最后一个位置绕到第一个位置，形成逻辑上的环状空间，供队列循环使用。在循环队列结构中，当存储空间的最后一个位置已被使用而再要进入队列运算时，只需要存储空间的第一个位置空闲，便可将元素加入到第一个位置，即将存储空间的第一个位置作为队尾。

4、链队
队列的链式存储结构简称为链队列，它是限制仅在表头删除和表尾插入的单链表。
显然仅有单链表的头指针不便于在表尾做插入操作，为此再增加一个尾指针，指向链表上的最后一个结点。于是，一个链队列由一个头指针和一个尾指针唯一地确定。
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){
    
}/*Push*/

int Pop(SqStack *S,ElemType *e){
   
}/*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？

原因：按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。
特性：先进后出，元素逆序输出。
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。

ElemType n,h;
	int m=0,k=0;
	InitStack(S);
	printf("Input element\n");
	scanf("%d",&n);
	while(n){
		m++;
		Push(S,n%2);
		n=n/2;
	}
	while(k<m){
		k++;
		Pop(S,&h);
		printf("%d",h);
	}
}

int main(){
	SqStack S;
	conveshen(&S);
	printf("\n");
	return ERROR;
}

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：

输入：a-((c-d)*6-(s/3-x)/2
运行结果：

程序的基本功能：
判断多项式的左右括号是否配对
四、实验小结
对栈的结构特性及其入栈，出栈操作更加清楚，队列的结构特性及其入队、出队的操作有了更多的认识，了解了循环队列的特点及其操作。