实验3

集美大学课程实验报告-实验3：栈、队列与递归

项目名称	内容
课程名称	数据结构
班级	网安2512
学号	202521336053
实验项目名称	栈、队列与递归
上机实践日期	2026年4月12日
上机实践时间	2学时

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一、目的（本次实验所涉及并要求掌握的知识点）

• 学习栈与队列的创建与应用。
• 掌握递归在栈与队列的应用。
• 掌握string的使用。

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二、实验内容与设计思想

题目1：栈的应用

函数相关伪代码

算法：括号匹配
输入：一个字符串str
输出：若完全匹配则输出“yes”；否则若栈非空则输出栈顶元素后换行输出“no”；若栈空则直接输出“no”
1.初始化一个空栈S
2.对于str中的每一个字符ch：
   2.1如果ch是左括号‘（’或者‘[’或者‘{’：
       将ch压入栈S
   2.2否则如果ch是右括号‘）’或者‘]’或者‘}’：
      如果栈S为空：
        输出“no”
        结束算法
      否则：
        topchar=S的栈顶元素
        如果（ch是‘）’且topchar是‘（’）或者
            （ch是‘]’且topchar是‘[’）或者
            （ch是‘}’且topchar是‘{’）：
            弹出栈顶元素
            否则：
            弹出topchar
            换行输出“no”
            结束算法
    2.3否则（其他字符）
       忽略，继续遍历
3.遍历结束后：
  如果栈S为空：
     输出“yes”
  否则：
     输出S的栈顶元素
     换行输出“no”

函数代码

#include<iostream>
#include<stack>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
    string s;
    getline(cin,s);
    stack<char>st;
    for(char c:s)
        {
            if(c=='('||c=='['||c=='{')
            {
                st.push(c);
            }
            else if(c==')'||c==']'||c=='}')
            {
                if(st.empty())
                {
                    cout<<"no"<<endl;
                    return 0;
                }
                char top=st.top();
                if((c==')'&&top=='(')||(c==']'&&top=='[')||(c=='}'&&top=='{'))
                {
                    st.pop();
                }else
                {
                    cout<<top<<endl;
                    cout<<"no"<<endl;
                    return 0;
                }
            }
        }
    if(st.empty())
    {
        cout<<"yes"<<endl;
    }else
    {
        cout<<st.top()<<endl;
        cout<<"no"<<endl;
    }
    return 0;
}

题目2：递归程序编写

函数相关伪代码

 算法：getMax(head)
 输入：头结点指针head（带头结点）
 输出：链表中的最大整数，若链表为空则返回约定最小值

 if head.next==null 
    return 约定最小值
else 
    return maxRecursive(head.next)

函数 maxRecursive(p)
     if p.next==null 
       return p.data
    else
       subMax=maxRecursive(p.next)
       if p.data>subMax 
          return p.data
        else
          return subMax

算法：getCount（head）
输入：头结点指针head
输出：链表中数据节点的个数

if head.next==null
   return 0
else 
   return  countRecursive(head.next)

函数 countRecursive（p）
     if p==null
        return 0
    else
        return 1+countRecursive(p.next)

算法：getAverage（head）
输入：头结点指针head
输出：所有数据结点的平均值（double类型），空链表返回0.0

if head.next==null
   return 0.0
else
   sum=sumRecursive(head.next)
   count=countRecursive(head.next)
   return (double)sum/count

   函数sumRecursive（p）
       if p==null
         return 0.0
         else
         return p.data+sumRecursive(p
        .next)

函数代码

#include<climits>
#include<iostream>
using namespace std;
struct Node {
	int data;
	Node* next;
	Node(int val = 0, Node* nxt = NULL) :data(val), next(nxt) {}
};
int getMax(Node* p)
{
	if (p == NULL)
	{
		return INT_MIN;
	}
	int subMax = getMax(p->next);
	return (p->data > subMax) ? p->data : subMax;
}
int getCount(Node* p)
{
	if (p == NULL)
	{
		return 0;
	}
	return 1 + getCount(p->next);
}
double getAverage(Node* p, int& count)
{
	if (p == NULL)
	{
		count = 0;
		return 0.0;
	}
	double subAvg = getAverage(p->next, count);
	count++;
	return (p->data + (count - 1) * subAvg) / count;
}
double getAverage(Node* head)
{
	int count = 0;
	return getAverage(head->next, count);
}
int main()
{
	Node* head = new Node();
	head->next = new Node(3);
	head->next->next = new Node(1);
	head->next->next->next = new Node(4);
	Node* emptyHead = new Node();
	int maxVal = getMax(head->next);
	cout << "最大整数:" << maxVal << endl;
	int maxEmpty = getMax(emptyHead->next);
	if (maxEmpty == INT_MIN)
		cout << "空链表无最大值" << endl;

	int cnt = getCount(head->next);
	cout << "结点个数:" << cnt << endl;
	cout << "空链表结点个数:" << getCount(emptyHead->next) << endl;

	double avg = getAverage(head);
	cout << "平均值:" << avg << endl;
	double avgEmpty = getAverage(emptyHead);
	if (getCount(emptyHead->next) == 0)
		cout << "空链表无法计算平均值" << endl;
	return 0;
}

题目3：队列的应用

函数相关伪代码

算法：银行业务队列
输入：正整数N和N个客户编号
输出；按业务完成顺序输出的客户编号

1.读取N
2.初始化两个空队列A（奇数客户）B（偶数客户）
3.循环i=1到N
      当x为奇数
      将x入队A
      否则
      将x入队B
4.初始化空列表result，用于存储顺序编号
5.当队列A非空或者队列B非空时，执行：
     如果队列A为非空
     则弹出队头元素并加入result
     如果队列A为非空
     则弹出队头元素并加入result
     如果队列B为非空
     则弹出队头元素并加入result
6.输出result,中间需要有空格，末尾不用
7.结束

函数代码

#include<iostream>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    int N;
    cin>>N;
    queue<int>A,B;
    for(int i=0;i<N;i++)
        {
            int x;
            cin>>x;
            if(x%2==1)
            {
                A.push(x);
            }else
            {
                B.push(x);
            }
        }
    vector<int>result;
    while(!A.empty()||!B.empty())
        {
            if(!A.empty())
            {
                result.push_back(A.front());
                A.pop();
            }
            if(!A.empty())
            {
                result.push_back(A.front());
                A.pop();
            }
            if(!B.empty())
            {
                result.push_back(B.front());
                B.pop();
            }
        }
    for(size_t i=0;i<result.size();i++)
        {
            if(i>0)
            {
                cout<<" ";
            }
            cout<<result[i];
        }
    cout<<endl;
    return 0;
}

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三、实验使用环境（本次实验所用的平台和相关软件）

• 操作系统：Windows 11专业版
• 编程语言：C++
• 开发工具：visual studio

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四、实验步骤和调试过程（实验步骤、测试数据设计、测试结果分析）

题目1：符号配对

本机运行截图

PTA提交截图

题目2：递归程序

本机运行截图

题目3：银行业务队列

本机运行截图

**PTA提交截图

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五、实验小结（实验中遇到的问题及解决过程、实验体会和收获）

遇到的问题以及解决方法

1.问题：程序编译不成功
-解决方法：把代码保存的方式换一下
2.问题：不知道出队入队怎么用代码表示
-解决方法：寻找AI进行询问

实验体会和收获：

• 学会了创建了栈与队列
• 学会了如何使用栈与队列在实际问题的应用
• 学会了如何编写递归程序

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六、附件（参考文献和相关资料）

1.deepseek