第四次作业 栈和队列
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|---|---|
| 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 | 2018204098 |
实验二 栈和队列
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：栈的顺序储存结构简称为顺序栈，他是运算受限的顺序表。顺序栈可以用向量来实现。栈底位置设置在向量两端的任一端点，栈顶位置随着进栈退栈变化。
2、链栈：栈的链式储存结构成为链栈，他是运算受限的单链表，其插入哈删除操作仅限制在表头位置上进行。链栈没有必要像单链表那杨需附加头结点。栈顶指针就是链表的头指针。
3、循环队列：
4、链队：队列的链式储存结构成为链队列，他是限制仅在表头删除和表尾插入的单链表，一盒链队列由一个头指针和一个尾指针唯一的确定。
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？
后进先出的特性
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
//十进制转二进制
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define maxsize 1000
struct Stack{
int *base; //栈底指针
int *top; //栈顶指针
int stacksize; //栈可用的最大容量
};
bool initstack(Stack &s){//构建空战
s.base = new int[maxsize]; //为顺序栈分配一个最大容量为maxsize的数组空间
if(!s.base) exit(-1); //存储分配失败
s.top = s.base; //top初始为base， 空栈
s.stacksize = maxsize; //stacksize置为栈的最大容量maxsize
return 1;
}
bool push(Stack &s, int e){
//插入元素e为新的栈顶指针
if(s.top - s.base >= s.stacksize){//栈满
s.base = (int *)realloc(s.base, (s.stacksize + maxsize) * sizeof(int));
if(!s.base) return 0;
s.top = s.base + s.stacksize;
s.stacksize += maxsize;
}
*s.top++ = e;
return 1;
}
int pop(Stack &s, int &e){
//返回栈顶元素， 不修改栈顶指针
if(s.top != s.base)
e = *--s.top;
else return -1;
}
bool stackempty(Stack &s){
if(s.top == s.base)
return 0;
return 1;
}
int main(){
int a, e;
Stack s;
initstack(s);
scanf("%d", &a);
while(a){
push(s, a%2);
a = a/2;
}
// e = pop(s);
// cout << e;
while(stackempty(s)){
pop(s, e);
cout << e;
}
return 0;
}
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：
输入：a-((c-d)*6-(s/3-x)/2
运行结果：
程序的基本功能：
判断所输入多项式的左右括号是否配对。
四、实验小结
了解了栈的结构特性以及入栈出栈的基本操作，同时也掌握了入队出队的结构特性和操作，通过对算法的练习，加强了自己写代码的熟练度。
