魔王语言解释数据结构课程设计Word文档格式.docx
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如果此时flag=1，则再次重复C过程。
直至所有元素为人类语言。
输出demon[i]。
此时数组中元素为对应的人类语言。
注：
如果程序中没有相应的对应关系，则翻译成“?
?
”。
3、概要设计
3.1数据流程图
魔王语言解释学年设计包括了主函数和栈和队列的操作两大部分，其中栈和队列的操作部分有构建、添加、删除、查找等函数。
具体流程如图1：
图1数据流程图
3.2设定栈的抽象数据类型定义：
ADTstack{
数据对象：
D={ai|ai∈CharSet,i=1,2,…,n,n>
=0}
数据关系：
R1={<
ai-1,ai>
|ai-1,ai∈D，i=2，…，n}
基本操作：
Initstack（&
s）
操作结果：
构造一个空栈s.
Push（&
s,e）
初始条件：
栈s已存在.
在栈s的栈顶插入新的栈顶元素e.
Pop（&
s,&
e）
删除s的栈顶元素，并以e返回其值.
}ADTstack
3.3设定队列的抽象数据类型：
ADTqueue{
数据对象：
D={ai|ai∈Elemset,i=1,2,…,n,n>
数据关系：
|ai-1,ai∈D,i=2,…,n}
Initqueue（&
q）
构造一个空队列q.
Enqueue（&
q,e）
队列q已存在.
插入元素e为q的新队尾元素.
Dequeue（&
q,&
q为非空队列.
删除q的队头元素，并用e返回其值.
}ADTqueue
3.4本程序包含四个模块：
主函数模块，其中主函数为：
Statusmain（）
{
初始化栈；
初始化队列；
接收魔王语言输入到数组demon[i]；
遍历数组将括号中元素进栈；
While（数组demon[i]中元素有大写字母）
{翻译排序处理后入队列；
将队列元素保存在数组demon[i]；
}
输出人类语言（数组demon[i]）；
}
括号内元素入栈处理模块.
Tempstack（&
temps）
将括号内元素入栈，依次插入首字符.
举例：
（abcd）->
adacaba.
排序入队列模块.
Sort（&
{
遍历数组；
遇到小写字母，直接入队列；
遇到大写字母，翻译大写后入队列；
遇到括号，将栈中保存的元素依次出栈入队；
翻译大写处理模块.
Spenqueue（&
*q,key）
Switch（key）
找到各个大写字母对应的字符串.
没有相应的则解释为‘?
？
’
各模块之间调用关系：
主函数模块
括号内元素入栈处理模块：
排序入队模块
翻译大写处理模块；
}
4、详细设计
4.1标准库函数及宏的定义
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
#defineSTACK_INIT_SIZE100
#defineSTACK_INCREMENT10
4.2定义主函数
主函数流程图如图2所示
图2主函数流程图
主函数的编写，在主函数中编译魔王语言所遵循的规则，及栈、队列、相关数组结构的定义与调用，及输出结果的显示
intmain（）//主函数从此开始进行
{
printf（"
**************************************************************\n"
）;
**欢迎来到滁州学院**\n"
******************************\n"
**魔王语言解释系统**\n"
**班级：
网络工程
（2）班**\n"
**组别：
组1**\n"
intxunhuan=1;
//是下面的while循环一定执行
请输入你想要解释的魔王语言：
\n"
while（xunhuan==1）//一个总循环控制整个程序的重复进行
charA[7]="
hdwhz,"
;
//大写字母作为字符数组名存放小写字母
charB[7]="
hqsff,"
charC[7]="
hwhll,"
charD[7]="
hkhbf,"
charE[7]="
hkwsx,"
charF[7]="
hxwsb!
"
charflag='
0'
//flag用来标记处理括号
chare1,key,e2,e;
//定义char型变量
intmark=1;
//标记输入的魔王语言是否在允许的范围之内
intf=1;
//判断括号是否匹配
charMoWang[100]="
\0"
//定义一个魔王变量，存放待解释的语言字符
structStackS;
//作为栈存储元素，为后续操作和输出做准备
structStacktemp;
//用来处理括号外的元素
InitStack（S）;
InitStack（temp）;
structLinkQueueQ;
InitQueue（Q）;
gets（MoWang）;
//变量MoWang存储输入的语言，讲魔王的话放入数组中
InStack（MoWang,S）;
//把要解释的魔王语言压入栈中
while（!
StackEmpty（S））//把魔王语言进行出栈，不符合语言的进行提示
{
Pop（S,e1）;
if（e1=='
（'
）
{
if（StackEmpty（S））
{
魔王语言错误!
mark=0;
f=0;
break;
}
StackEmpty（S））
{
）'
{
f=1;
}
elseif（!
（e1>
='
a'
&
e1<
z'
）&
!
A'
Z'
））
魔王语言错误！
}
if（mark==0）
if（f!
=1）
}
elseif（e1=='
））
if（mark==1&
f==1）//对符合语言规则的魔王语言进行规则处理
ClearStack（S）;
//把魔王语言从右至左压栈存放
StackEmpty（S））//栈不空时，用栈temp进行存储不带括号内元素的元素
B'
||e1=='
C'
D'
E'
F'
）Push（temp,e1）;
）//用队存储括号中的元素
{
Push（temp,flag）;
//有括号的话就用flag标记
while（e1!
）//把括号中的元素存入队列中
{
EnQueue（Q,e1）;
if（!
QueueEmpty（Q））DeQueue（Q,key）;
//将队头的元素赋值给key
}
elsePush（temp,e1）;
StackEmpty（temp））//将魔王说的语言规则地压入栈s中
Pop（temp,e1）;
if（e1!
=flag）Push（S,e1）;
//把括号外的元素压入中
else{
QueueEmpty（Q））//处理括号中的元素进栈
DeQueue（Q,e2）;
Push（S,key）;
Push（S,e2）;
//最后还要压一个key
解释后的语言为：
StackEmpty（S））//依次出栈输出处理后的元素
Pop（S,e）;
EnQueue（Q,e）;
//元素进队是为了输出对应汉字
if（e=='
）printf（"
%s"
B）;
elseif（e=='
A）;
C）;
D）;
E）;
F）;
elseprintf（"
%c"
e）;
QueueEmpty（Q））//翻译成对应的汉字
DeQueue（Q,e）;
switch（e）
case'
h'
:
花"
break;
d'
:
蝴蝶"
w'
为"
醉"
s'
随"
fe'
风"
f'
飞"
k'
开"
ku'
哭"
b'
悲"
x'
谢"
l'
落泪"
ba'
瓣"
花却随风飞,"
蝴蝶为花醉,"
花舞花落泪,"
花哭花瓣飞,"
花开为谁谢,"
花谢为谁悲!
default:
*"
printf（"
再次输入魔王语言，按数字键：
1---继续；
0----退出：
scanf（"
%d"
&
xunhuan）;
return0;
4．3栈的初始化、进栈、出栈、栈的判空、栈的清空
定义栈：
栈又称堆栈，它是一种运算受限的线性表。
其限制是仅允许在表的一端插入和删除，这一端叫做栈顶。
另一端叫做栈底。
而由于栈是一种运算受限的线性表，所以他的空间也是有限的，即栈的空间大小。
structStack//定义栈
char*base;
char*top;
intstacksize;
};
构造栈：
构造一个空栈，定义空栈的空间大小。
初始时栈顶指针top，指向实际栈顶空位置，初值为0.
voidInitStack（structStack&
s）//构造栈
s.base=（char*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（char））;
//栈动态分配空间
s.top=s.base;
//栈中无元素
s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
//栈的最大空间为分配空间
往栈中压入元素：
用s.base来表示栈底；
用s.top来表示栈顶。
在往栈中压入元素的时候，首先判断栈的空间大小是否满足承载所有元素。
如果元素溢出，则重新定义一个栈的空间大小，使元素能完全进入。
voidPush（structStack&
s,chare）//往栈中压入元素
if（s.top-s.base>
=STACK_INIT_SIZE）//超出分配空间
s.base=（char*）realloc（s.base,（s.stacksize+STACK_INCREMENT）*sizeof（char））;
//再分配
s.top=s.base+s.stacksize;
//栈顶指针上移
s.stacksize+=STACK_INCREMENT;
//栈的空间增加
//不超过分配空间
*（s.top）=e;
s.top++;
取出栈中的元素：
出栈时，遵循先进后出的原则。
提取s.top指向的前一个元素。
voidPop（structStack&
s,char&
e）//取出栈中的元素
e=*--s.top;
判断栈是否为空：
当提取一个元素之后，进行判断。
判断s.top和s.base是否满足s.top==s.base。
如果满足则栈为空，如果不满足则栈不为空程序继续进行。
intStackEmpty（structStacks）//判断栈是否为空
if（s.top==s.base）return1;
elsereturn0;
voidClearStack（structStack&
s）//清空栈
把字符数组从右至左压入栈中：
首先统计所有字符数据，然后将统计的字符按顺序从右往左压入栈中。
voidInStack（char*ch,structStack&
s）//把字符数组从右至左压入栈中
inti,L=0;
while（ch[L]!
\0'
）L++;
for（i=L-1;
i>
=0;
i--）Push（s,ch[i]）;
4．4队列的初始化、进队列、出队列、判空
定义队列：
队列时只能在表的一端进行插入运算，在表的另一端进行删除运算的线性表。
允许插入的一端为队尾，允许删除的一端为队头。
structQueue//定义队列
chardata;
structQueue*next;
structLinkQueue
structQueue*front;
structQueue*rear;
构造队列：
构造一个队列，定义队列的空间大小，并确定队头。
voidInitQueue（structLinkQueue&
q）//构造队列
q.front=q.rear=（structQueue*）malloc（sizeof（structQueue））;
q.front->
next=NULL;
元素入队：
元素入队遵循先进先出原则。
定义一个指针P，并确定指针的空间大小。
同时使指针P所在的地址为队头，即确定队头。
voidEnQueue（structLinkQueue&
q,chare）//元素入队
structQueue*p;
p=（structQueue*）malloc（sizeof（structQueue））;
p->
data=e;
q.rear->
next=p;
q.rear=p;
元素出队：
定义一个指针型队列P，然后让队列里的元素出队。
之后判断队列是否为空，如果不为空，则释放队列。
如果为空，则队头就是队尾，即只有一个元素，然后再释放队列。
判断队列是否为空，如果对为空，返回，否则返回
voidDeQueue（structLinkQueue&
q,char&
e）//元素出队
p=q.front->
next;
e=p->
data;
next=p->
if（q.rear==p）q.rear=q.front;
free（p）;
判空
intQueueEmpty（structLinkQueueq）//判断队列是否为空，如果对为空，返回，否则返回
if（q.front==q.rear）return1;
5、调试结果
输入正确的魔王语言ABCDEF经翻译为“蝴蝶为花醉，花却随风飞，花舞花落泪，花哭花瓣飞，花开为谁谢，花谢为谁悲”。
若继续翻译魔王的语言按数字1，退出程序按数字0
调试结果如图3所示：
输入语言在规则范围内的正确调试结果
图3符合测试要求的运行结果
输入魔王语言ZJIAEFD,因为又不在规则范围内的语言所以翻译为“***蝴蝶为花醉，花开为谁谢，花谢为谁悲！
花哭花瓣飞，”。
调试结果如图4所示：
输入语言部分在规则范围内的调试结果
图4部分符合测试要求的运行结果
输入错误的魔王语言UKUITYOJOIOI;
LOW则显示魔王语言错误。
调试结果如图5所示：
输入语言全部不在规则范围内的调试结果及错误的魔王语言
图5完全不符合测试要求的运行结果
6、学年设计总体设计与体会
在设计的过程中，主要使用到了数据结构中的栈和队列，将魔王的语言自右至左进栈，总是处理栈顶字符。
若是开括号，则逐一出栈，将字母顺序入队列，直至闭括号出栈，并按规则要求逐一出队列在处理后入栈。
此课程设计旨在解决魔王的语言逐步翻译为人能听懂的语言，可扩充为对相应简单加密的文件进行翻译解释。
通过三次分别测试，包括符合测试要求、部分符合测试要求、不符合测试要求，并且实验结果和我们预想的一样，说明了魔王语言解释系统是符合学年设计任务要求的。
本学年设计，一方面在透彻地理解c语言和数据结构的基本概念和原理之上，使之由抽象理论转变成了具体的实际应用，化抽象为具体；
另一方面，通过本学年设计极大地增强了该小组成员的实验手段与实践技能，提高了发现问题、分析问题、解决问题的能力。
培养了应用知识的能力、团队合作精神和创新精神。
虽然遇到了各种各样的问题，但是在设计的过程中我们发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，不过通过对所学课程的复习和老师的耐心指导设计终于顺利完成了，在此再次感谢刘老师。
7、参考文献
[1]严蔚敏,吴伟民.数据结构[M].北京:
清华大学出版社,2002.
[2]严蔚敏,吴伟民.数据结构题集（C语言版）[M].北京:
清华大学出版社,2003.
[3]胡学钢.数据结构（C语言版）[M].北京:
高等教育出版社,1999.
8、附录
structSta
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