实验4栈与队列实验 续.docx
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实验4栈与队列实验续
实验4：
栈与队列实验续
学生姓名：
张皓然学号：
5501215001专业班级：
本硕151
一、实验目的：
（1）掌握链接存储队列的进队和出队等基本操作。
（2）掌握环行队列的进队和出队等基本操作。
（3）加深对队列结构的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力。
二、链队列实验要求：
（1）编写链接队列的基本操作函数。
typedefstructQNode
{
intdata;
structQNode*next;
}QNode,*QueuePtr;
typedefstruct{
QueuePtrfront;//队头指针
QueuePtrrear;//队尾指针
}LinkQueue;
①进队操作EnQueue（LinkQueue&Q,inte）
②出队操作，队空DeQueue（LinkQueue&Q,int&e）
③输出队列中元素0utputQueue（LinkQueueQ）
（2）调用上述函数实现下列操作，操作步骤如下。
①调用进队函数建立一个队列。
②读取队列中的第一个元素。
③从队列中删除元素。
④输出队列中的所有元素。
注意每完成一个步骤就必须及时输出队列中元素，以便观察操作结果。
三、链队列实现代码及注释：
//链接队列的实现
#include
#include
usingnamespacestd;
#defineERROR1
#defineOK0
#defineOVERFLOW-1
#defineMAXQSIZE100//最大队列长度
typedefstructQNode//结点
{
intdata;//数据域
QNode*next;//指针域
}QNode,*QueuePtr;
typedefstruct{
QueuePtrfront;//队头指针
QueuePtrrear;//队尾指针
}LinkQueue;
intinitqueue（LinkQueue&q）//构造一个空队列并进行初始化
{
intm;
QNode*p;
q.front=q.rear=（QNode*）malloc（sizeof（QNode））;//申请头结点
if（!
q.front）
exit（OVERFLOW）;//存储空间分配失败
q.front->next=NULL;//空队列
cout<<"初始化队列：
（0代表结束）"<while（scanf（"%d",&m）!
=EOF&&m!
=0）{//输入0的时候代表输入结束
p=（QNode*）malloc（sizeof（QNode））;
p->data=m;//m为数据值
q.rear->next=p;//队尾的指针域指向p
p->next=NULL;//p的指针域为空
q.rear=p;//队尾指针后移
}
returnOK;
}
intgethead（LinkQueueq）
{//用e返回队头的值
inte;
if（q.front==q.rear）{
cout<<"队列为空！
\n";
returnERROR;//队列空
}
e=q.front->next->data;//第一个节点为头结点，所以需要next
cout<<"队头的值为：
"<returnOK;
}
intenqueue（LinkQueue&q）
{//插入元素e为新的队尾元素
inte;
QNode*p;
p=（QNode*）malloc（sizeof（QNode））;
if（!
p）exit（OVERFLOW）;
cout<<"请输入插入队尾的数：
";
cin>>e;
p->data=e;//p的数据域为e
p->next=NULL;//p的next为空
q.rear->next=p;//队尾的指针域指向新的结点
q.rear=p;//队尾指针后移
returnOK;
}
intdequeue（LinkQueue&q）
{//删除队头元素,并用e返回所删除的值
inte;
if（q.front==q.rear）{
cout<<"删除失败\n";
returnERROR;//队列空，无法删除
}
QNode*p;
p=q.front->next;//p指向第一个元素
e=p->data;//e取得第一个元素的值
q.front->next=p->next;//头结点指向第二个元素
if（q.rear==p）q.rear=q.front;
//这种情况是只有一个元素的情况，被删除后队尾指针指向的地方没有意义，需要等于队头指针
free（p）;//释放p的空间
cout<<"删除成功！
被删除队头的值为：
"<returnOK;
}
intshowqueue（LinkQueue&q）
{//遍历队列元素
QNode*p;
if（q.front==q.rear）{
cout<<"队列为空！
\n";
returnERROR;//队列空
}
p=q.front->next;
cout<<"队列里的值为：
";
while（p!
=NULL）{
cout<data<<"";
p=p->next;
}
cout<returnOK;
}
voidmenu（）//菜单
{
cout<<"**********************************\n";
cout<<"*链队列基本操作*\n";
cout<<"**********************************\n";
cout<<"*1.输出队头的值*\n";
cout<<"*2.向队尾插入新元素*\n";
cout<<"*3.删除队头*\n";
cout<<"*4.遍历队列*\n";
cout<<"*5.初始化队列*\n";
cout<<"*0.退出*\n";
cout<<"**********************************\n";
cout<<"请输入要选择的选项（0-5）：
\n";
}
intmain（）
{
intk=1;
LinkQueueq;
menu（）;
while（k）{//循环操作
cout<<"请选择操作：
";
cin>>k;
switch（k）{
case0:
break;
case1:
gethead（q）;showqueue（q）;break;
case2:
enqueue（q）;showqueue（q）;break;
case3:
dequeue（q）;showqueue（q）;break;
case4:
showqueue（q）;break;
case5:
initqueue（q）;showqueue（q）;break;
default:
cout<<"error!
\n";break;//默认选项
}
}
return0;
}
四、链队列测试结果：
建立一个队列的功能
1.输入的形式和输入值的范围：
输入若干正整数，用空格分隔，用0来表示结束。
2.输出的形式：
按输入顺序输出。
3.测试数据：
输入523690后，输出52369
（2）取队头元素功能
1.取出队头元素是：
5
2.输出队列元素是：
52369
（3）删除队头元素功能
1.删除队列数据元素是：
5
2.输出队列元素是：
2369
（4）输出队列所有元素功能
输出队列所有元素是：
2369
（5）结束功能
输入0结束程序!
五、循环队列实验要求：
编写环型队列的基本操作函数。
#defineMAXSIZE100//最大队列长度,最多只能插入MAXSIZE-1个数据
typedefstruct
{
int*base;//初始化的动态分配存储空间
intfront;//头指针，若队列不为空，指向队列头元素
intrear;//为指针，若队列不为空，指向队列尾元素的下一个位置
}SqQueue;
①进队操作，返回1为队满EnQueue（SqQueue&Q,inte）
②出队操作，返回1为队空DeQueue（SqQueue&Q,int&e）
③输出队列中元素OutputQueue（SqQueue&Q）
（4）调用上述函数实现下列操作，操作步骤如下:
①调用进队函数建立一个队列。
②读取队列中的第一个元素。
③从队列中删除元素。
④输出队列中的所有元素。
注意每完成一个步骤就必须及时输出队列中元素，以便观察操作结果。
六、循环队列实现代码及注释
#include
#include
usingnamespacestd;
//符号定义
#defineERROR1
#defineOK0
#defineOVERFLOW-1
#defineMAXQSIZE100//最大队列长度
typedefstruct
{
int*base;//初始化的动态分配存储空间基地址
intfront;//头指针，若队列不空，指向队列头元素
intrear;//尾指针，若队列不空，指向队列尾元素的下一个位置
}sqqueue;
intinitsqqueue（sqqueue&q）//构造一个空队列并进行初始化
{
intm;
q.base=（int*）malloc（MAXQSIZE*sizeof（int））;
if（!
q.base）exit（OVERFLOW）;//存储空间分配失败
q.front=q.rear=0;
while（scanf（"%d",&m）!
=EOF&&m!
=0）{
q.base[q.rear]=m;
q.rear++;
}
returnOK;
}
intgetsqhead（sqqueueq）
{
inte;
if（q.rear==q.front）{
cout<<"队列为空！
\n";
returnERROR;//队列空
}
e=q.base[q.front];
cout<<"队头的值为"<returnOK;
}
intensqqueue（sqqueue&q）//插入元素e为新的队尾元素
{
if（（q.rear+1）%MAXQSIZE==q.front）{
cout<<"队列满！
\n";
returnERROR;//队列满
}
inte;
cout<<"请输入插入队尾的数：
";
cin>>e;
q.base[q.rear]=e;//插入e
q.rear=（q.rear+1）%MAXQSIZE;//新的队尾
returnOK;
}
intdesqqueue（sqqueue&q）
{//删除队头元素
if（q.rear==q.front）{
cout<<"删除失败\n";
return-1;
}//队列空
inte;
e=q.base[q.front];
cout<<"删除成功！
所删除的队头的值为：
"<q.front=（q.front+1）%MAXQSIZE;//指针后移
returnOK;
}
intshowsqqueue（sqqueueq）
{//遍历队列元素
intn;
n=q.front;
if（q.front==q.rear）{
cout<<"队列为空！
\n";
return-1;
}
cout<<"队列里的值为：
";
while（n!
=q.rear）
{
cout<n=（n+1）%MAXQSIZE;
}
cout<returnOK;
}
voidmenu（）//菜单
{
cout<<"**********************************\n";
cout<<"*循环队列测试*\n";
cout<<"**********************************\n";
cout<<"*1.输出队头的值*\n";
cout<<"*2.向队尾插入新元素*\n";
cout<<"*3.删除队头*\n";
cout<<"*4.遍历队列*\n";
cout<<"*5.初始化队列*\n";
cout<<"*0.退出*\n";
cout<<"**********************************\n";
cout<<"请输入要选择的选项（0-5）：
\n";
}
intmain（）
{
intk=1;
sqqueueq;
menu（）;
while（k）{//循环操作
cout<<"请选择操作：
";
cin>>k;
switch（k）{
case0:
break;
case1:
getsqhead（q）;showsqqueue（q）;break;
case2:
ensqqueue（q）;showsqqueue（q）;break;
case3:
desqqueue（q）;showsqqueue（q）;break;
case4:
showsqqueue（q）;break;
case5:
initsqqueue（q）;showsqqueue（q）;break;
default:
cout<<"error!
\n";break;//默认选项
}
}
return0;
}
七、循环队列实验调试结果：
//环型队列
（1）初始化队列
（2）建立一个队列的功能
1.输入的形式和输入值的范围：
输入若干正整数，用空格分隔，用0来表示结束。
2.输出的形式：
按输入顺序输出。
3.测试数据：
输入11121314150后，输出1112131415
（3）取队头元素功能
1.取出队头元素是：
11
2.输出队列元素是：
1112131415
（4）删除队头元素功能
1.删除队列数据元素是：
11
2.输出队列元素是：
12131415
（5）输出队列所有元素功能
输出队列所有元素是：
12131415
（6）进队功能
1.输入进队的元素：
16
2.输出所有的
（7）结束功能
输入0结束程序!
8、实验体会
在初始化队列中，要求的是用0代表输入的结束，可以用while循环来判断输入是否终止。
while（scanf（"%d",&m）!
=EOF&&m!
=0）{
q.base[q.rear]=m;
q.rear++;
}
当m等于0时，判断条件为false，不再读入数据。
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