第四次作业: 栈和队列

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	掌握栈的结构特性及其入栈，出栈操作；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	2018204245
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：顺序栈是栈的顺序实现。顺序栈是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，由于人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。

#define ERROR 0
#define OK 1
#define STACK_INT_SIZE 10 /*存储空间初始分配量*/ 
#define STACKINCREAMENT 5 /*存储空间初始分配增量*/ 

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+STACKINCREAMENT)*sizeof(ElemType));
 S->top=S->base+S->stacksize;
 S->stacksize+=STACKINCREAMENT; 
 } 
 *S->top++=e;
 return OK;
}/*Push*/

int Pop(SqStack *S,ElemType *e){
 if(S->top!=S->base){
  *e=*--S->top;
  return OK;
 }
 else
 return ERROR;
}/*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？
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,栈是只允许在表的一端进行操作的线性表.
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<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*/
void conversion(SqStack *S);
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){
  *e=*--S->top;
  return OK;
 }
 else
 return ERROR;
}/*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*/

void conversion(SqStack *S) {
 ElemType n,h; 
 int m=0,k=0; 
 InitStack(S); 
 printf("Input a number\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; 
    conversion(&S); 
 printf("\n");  
 return 0;
}

验证
3、阅读并运行程序，并分析程序功能。

#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：
来判断所输入多项式的左右括号是否配对。
四、实验小结
通过本次实验掌握了栈的结构特性及其入栈，出栈操作；了解了队列的结构特性及其入队、出队的操作，学习了循环队列的特点及其操作