第四次、第二次作业

这个作业属于哪个课程	数据结构
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	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	2018204147

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：顺序栈是栈的顺序实现。顺序栈是指利用顺序存储结构的栈，顺序栈采用地址连续的存储空间（数组)依次存储栈中数据元素，顺序栈的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：链栈是栈的链式实现。链式栈是一种数据存储结构，可以通过单链表的方式来实现，使用链式栈的优点在于它能够克服用数组实现的顺序栈空间利用率不高的特点，但是需要为每个栈元素分配额外的指针空间用来存放指针域。

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。循环队列可以更简单防止伪溢出的发生，但队列大小是固定的

4、链队：队列的链式存储结构是用一个线性链表来表示一个队列，队列中每一个元素对应链表中一个链结点，这样的队列简称链接队列。具体地说，把线性链表第1个链结点的指针定义为队头指针front，在链表最后的链结点建立指针rear作为队尾指针，并且限定只能在链头进行删除操作，在链尾进行插入操作，这个线性链表就构成了一个链接队列。另一个与顺序存储结构队列的不同点是，队头指针与队尾指针都是指向实际队头元素与队尾元素所在的链结点。

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。

#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;
}  

运行结果：

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？
由于栈仅能在表尾进行插入和输出操作，第一个插入栈的元素会储存在栈底，最后才能输出，则输入元素按1 2 3 4 5的次序进栈，按照5 4 3 2 1的次序出栈。
这体现了栈后进先出的特性。

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。

代码：

int conversion(SqStack *S,int a){
	while(a){
		int e; 
		e=a%2;
		Push(S,e);
		a=a/2; 
	}
}

int main(){
    SqStack ss; 
    int a;	
    printf("please input the number:",a);
    scanf("%d",&a);
    InitStack(&ss);
    conversion(&ss,a);
    PrintStack(&ss);
    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=(stacknode*)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：检验多项式括号使用是否合法，能否对每个“（”找到与之对应的“）”

这个作业属于哪个课程	数据结构
这个作业要求在哪里	https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/homework/11213
这个作业的目标	复习C语言中函数、数组、指针、结构体与共用体等概念，熟悉利用C语言进行程序设计的一般方法
学号	2018204147

预备实验---- C语言的函数数组指针结构体知识

一、实验目的

1、复习C语言中函数、数组、指针、结构体与共用体等的概念。

2、熟悉利用C语言进行程序设计的一般方法。

二、实验预习

说明以下c语言中的概念

1、函数：函数是一组具有一定相关功能的执行代码段。对函数输入数据或者操作可以得到相应结果。函数可以简化代码，提供了编制程序的手段，便于代码的读写，也方便我们对代码进行维护和修正。

2、数组：数组是一组数据的集合，其中的每一个具体数据叫做数组元素，总的数据的个数称为数组长度。

3、指针：指针即内存单元的地址编号，和内存单元的内容要区分开，C语言中,允许用一个变量来存放指针,这种变量称为指针变量。

4、结构体：结构体是一种自定义的数据类型，可以包含多个基本数据类型如整型，浮点型等，通过定义结构体，我们就不需要再定义多个类型的变量，将它们都放到一个结构体中即可。

5、共用体：在进行某些算法的C语言编程的时候，需要使几种不同类型的变量存放到同一段内存单元中。也就是使用覆盖技术，几个变量互相覆盖。这种几个不同的变量共同占用一段内存的结构，在C语言中，被称作“共用体”类型结构，简称共用体，也叫联合体。

三、实验内容和要求

1、调试程序：输出100以内所有的素数（用函数实现）

代码如下：

int isprime(int n){       
    int m;
       for(m=2;m*m<=n;m++)
              if(n%m==0) return 0;
       return 1;
}
int main(){           /*输出100以内所有素数*/
       int i; printf("\n");
       for(i=2;i<100;i++)
              if(isprime(i)==1) printf("%4d",i);
       return 0;
}

运行结果：

2、调试程序：对一维数组中的元素进行逆序排列

代码如下：

#include<stdio.h>
#define N 10
int main(){
       int a[N]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},i,temp;
       printf("\nthe original Array is:\n ");
       for(i=0;i<N;i++)
              printf("%4d",a[i]);
       for(i=0;i<N/2;i++){      
              temp=a[i];
              a[i]=a[N-i-1];
              a[N-i-1]=temp;
       }
       printf("\nthe changed Array is:\n");
       for(i=0;i<N;i++)
              printf("%4d",a[i]);
       return 0;
}

输出结果：

3、调试程序：在二维数组中，若某一位置上的元素在该行中最大，而在该列中最小，则该元素即为该二维数组的一个鞍点。要求从键盘上输入一个二维数组，当鞍点存在时，把鞍点找出来。

代码如下：

#include<stdio.h>
#define M 3
#define N 4
int main(){
       int a[M][N],i,j,k;
       printf("\n请输入二维数组的数据：\n");
       for(i=0;i<M;i++)
              for(j=0;j<N;j++)
                     scanf("%d",&a[i][j]);
       for(i=0;i<M;i++){        /*输出矩阵*/
              for(j=0;j<N;j++)
                     printf("%4d",a[i][j]);
              printf("\n");
       }
       for(i=0;i<M;i++){
              k=0;
              for(j=1;j<N;j++)    /*找出第i行的最大值*/
                     if(a[i][j]>a[i][k])
                            k=j;
              for(j=0;j<M;j++)   /*判断第i行的最大值是否为该列的最小值*/
                     if(a[j][k]<a[i][k])
                            break;
              if(j==M)               /*在第i行找到鞍点*/
                     printf("%d,%d,%d\n",a[i][k],i,k);
       }
       return 0;
}

输入和输出结果如下：

4、 调试程序：利用指针输出二维数组的元素

代码：

#include<stdio.h>
int main(){
       int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
       int *p;
       for(p=a[0];p<a[0]+12;p++){
              if((p-a[0])%4==0) printf("\n");
              printf("%4d",*p);
       }
       return 0;
}

输出结果：

5、调试程序：设有一个教师与学生通用的表格，教师的数据有姓名、年龄、职业、教研室四项，学生有姓名、年龄、专业、班级四项，编程输入人员的数据，再以表格输出

代码如下：

#include <stdio.h>
#define N 10
struct student{
    char name[8];/*姓名*/
    int age;    /*年龄*/
    char job;   /*职业或专业，用s或t表示学生或教师*/
    union {
int class1;        /*班级*/
char office[10];  /*教研室*/
}depa;
}stu[N];
int main(){
    int i; int n;
	printf("\n请输入人员数(<10):\n");
	scanf("%d",&n);
    for(i=0;i<n;i++){  /*输入n个人员的信息*/
            printf("\n请输入第%d人员的信息：(name  age  job  class1/office)\n",i+1);
            scanf("%s,%d,%c",stu[i].name, &stu[i].age, &stu[i].job);
            if(stu[i].job='s')
            scanf("%d",&stu[i].depa.class1);
    	else
            scanf("%s",stu[i].depa.office);
       }
       printf("name    age    job    class1/office");
       for(i=0;i<n;i++){ /*输出*/
        if(stu[i].job=='s')
            printf("%s %3d %3c %d\n",stu[i].name, stu[i].age, stu[i].job, stu[i].depa.class1);
        else
            printf("%s %3d %3c %s\n",stu[i].name, stu[i].age, stu[i].job, stu[i].depa.office);
       }
}

输入和输出结果：

四、实验小结

通过本次实验，复习了c语言中函数、数组、指针、结构体与共用体等的概念，通过调试运行示例的代码，熟悉了数组，指针等c语言结构的应用，熟悉了程序运行的流程。但对指针的应用还不够熟悉，对于指针有关的程序设计也有很大的不足。在接下来的学习中要进一步熟练c语言代码的书写和使用，对不熟悉和不熟练的知识加以学习和巩固。