用顺序结构表示栈并实现栈的各种基本操作.docx
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用顺序结构表示栈并实现栈的各种基本操作
基础实验
实验目的
(1)掌握栈的顺序表示和实现
(2)掌握栈的链式表示和实现
(3)掌握队列的顺序表示和实现
(4)掌握队列的链式表示和实现
实验内容
实验一:
栈的顺序表示和实现
【实验内容与要求】
编写一个程序实现顺序栈的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:
(1)初始化顺序栈
(2)插入元素
(3)删除栈顶元素
(4)取栈顶元素
(5)遍历顺序栈
(6)置空顺序栈
【知识要点】
栈的顺序存储结构简称为顺序栈,它是运算受限的顺序表。
对于顺序栈,入栈时,首先判断栈是否为满,栈满的条件为:
p->top==MAXNUM-1,栈满时,不能入栈;否则出现空间溢出,引起错误,这种现象称为上溢。
出栈和读栈顶元素操作,先判栈是否为空,为空时不能操作,否则产生错误。
通常栈空作为一种控制转移的条件。
注意:
(1)顺序栈中元素用向量存放
(2)栈底位置是固定不变的,可设置在向量两端的任意一个端点
(3)栈顶位置是随着进栈和退栈操作而变化的,用一个整型量top(通常称top为栈顶指针)来指示当前栈顶位置
【实现提示】
/*定义顺序栈的存储结构*/
typedefstruct{
ElemTypestack[MAXNUM];
inttop;
}SqStack;
/*初始化顺序栈函数*/
voidInitStack(SqStack*p)
{q=(SqStack*)malloc(sizeof(SqStack)/*申请空间*/)
/*入栈函数*/
voidPush(SqStack*p,ElemTypex)
{if(p->top{p->top=p->top+1;/*栈顶+1*/p->stack[p->top]=x;}/*数据入栈*/}/*出栈函数*/ElemTypePop(SqStack*p){x=p->stack[p->top];/*将栈顶元素赋给x*/p->top=p->top-1;}/*栈顶-1*//*获取栈顶元素函数*/ElemTypeGetTop(SqStack*p){x=p->stack[p->top];}/*遍历顺序栈函数*/voidOutStack(SqStack*p){for(i=p->top;i>=0;i--)printf("第%d个数据元素是:%6d\n",i,p->stack[i]);}/*置空顺序栈函数*/voidsetEmpty(SqStack*p){p->top=-1;}【参考程序】#include<>#include<>#defineMAXNUM20#defineElemTypeint/*定义顺序栈的存储结构*/typedefstruct{ElemTypestack[MAXNUM];inttop;}SqStack;/*初始化顺序栈*/voidInitStack(SqStack*p){if(!p)printf("Eorror");p->top=-1;}/*入栈*/voidPush(SqStack*p,ElemTypex){if(p->top{p->top=p->top+1;p->stack[p->top]=x;}elseprintf("Overflow!\n");}/*出栈*/ElemTypePop(SqStack*p){ElemTypex;if(p->top!=0){x=p->stack[p->top];printf("以前的栈顶数据元素%d已经被删除!\n",p->stack[p->top]);p->top=p->top-1;return(x);}else{printf("Underflow!\n");return(0);}}/*获取栈顶元素*/ElemTypeGetTop(SqStack*p){ElemTypex;if(p->top!=0){x=p->stack[p->top];return(x);}else{printf("Underflow!\n");return(0);}}/*遍历顺序栈*/voidOutStack(SqStack*p){inti;printf("\n");if(p->top<0)printf("这是一个空栈!");printf("\n");for(i=p->top;i>=0;i--)printf("第%d个数据元素是:%6d\n",i,p->stack[i]);}/*置空顺序栈*/voidsetEmpty(SqStack*p){p->top=-1;}/*主函数*/main(){SqStack*q;inty,cord;ElemTypea;do{printf("\n");printf("第一次使用必须初始化!\n");printf("\n");printf("\n主菜单\n");printf("\n1初始化顺序栈\n");printf("\n2插入一个元素\n");printf("\n3删除栈顶元素\n");printf("\n4取栈顶元素\n");printf("\n5置空顺序栈\n");printf("\n6结束程序运行\n");printf("\n--------------------------------\n");printf("请输入您的选择(1,2,3,4,5,6)");scanf("%d",&cord);printf("\n");switch(cord){case1:{q=(SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));InitStack(q);OutStack(q);}break;case2:{printf("请输入要插入的数据元素:a=");scanf("%d",&a);Push(q,a);OutStack(q);}break;case3:{Pop(q);OutStack(q);}break;case4:{y=GetTop(q);printf("\n栈顶元素为:%d\n",y);OutStack(q);}break;case5:{setEmpty(q);printf("\n顺序栈被置空!\n");OutStack(q);}break;case6:exit(0);}}while(cord<=6);}【思考与提高】(1)读栈顶元素的算法与退栈顶元素的算法有何区别?(2)如果一个程序中要用到两个栈,为了不发生上溢错误,就必须给每个栈预先分配一个足够大的存储空间。若每个栈都预分配过大的存储空间,势必会造成系统空间紧张。如何解决这个问题?实验二:栈的链式表示和实现【实验内容与要求】编写一个程序实现链栈的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:(1)初始化链栈(2)链栈置空(3)入栈(4)出栈(5)取栈顶元素(6)遍历链栈【知识要点】链栈是没有附加头结点的运算受限的单链表。栈顶指针就是链表的头指针。注意:(1)LinkStack结构类型的定义可以方便地在函数体中修改top指针本身(2)若要记录栈中元素个数,可将元素个数属性放在LinkStack类型中定义。(3)链栈中的结点是动态分配的,所以可以不考虑上溢。【实现提示】typedefintElemtype;typedefstructstacknode{Elemtypedata;stacknode*next;}StackNode;/*定义链栈*/typedefstruct{stacknode*top;//栈顶指针}LinkStack;/*初始化链栈函数*/voidInitStack(LinkStack*s){s=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));/*初始化申请空间*/s->top=NULL;}/*链栈置空函数*/voidsetEmpty(LinkStack*s){s->top=NULL;}/*入栈函数*/voidpushLstack(LinkStack*s,Elemtypex){p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//建立一个节点。p->data=x;p->next=s->top;//指向栈顶。s->top=p;//插入}/*出栈函数*/ElemtypepopLstack(LinkStack*s){x=p->data;s->top=p->next;//当前的栈顶指向原栈的nextfree(p);//释放}/*取栈顶元素函数*/ElemtypeStackTop(LinkStack*s){returns->top->data;}/*遍历链栈函数*/voidDisp(LinkStack*s){while(p!=NULL){printf("%d\n",p->data);p=p->next;}}【参考程序】#include""#include""#include""typedefintElemtype;typedefstructstacknode{Elemtypedata;stacknode*next;}StackNode;typedefstruct{stacknode*top;//栈顶指针}LinkStack;/*初始化链栈*/voidInitStack(LinkStack*s){s->top=NULL;printf("\n已经初始化链栈!\n");}/*链栈置空*/voidsetEmpty(LinkStack*s){s->top=NULL;printf("\n链栈被置空!\n");}/*入栈*/voidpushLstack(LinkStack*s,Elemtypex){StackNode*p;p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//建立一个节点。p->data=x;p->next=s->top;//由于是在栈顶pushLstack,所以要指向栈顶。s->top=p;//插入}/*出栈*/ElemtypepopLstack(LinkStack*s){Elemtypex;StackNode*p;p=s->top;//指向栈顶if(s->top==0){printf("\n栈空,不能出栈!\n");exit(-1);}x=p->data;s->top=p->next;//当前的栈顶指向原栈的nextfree(p);//释放returnx;}/*取栈顶元素*/ElemtypeStackTop(LinkStack*s){if(s->top==0){printf("\n链栈空\n");exit(-1);}returns->top->data;}/*遍历链栈*/voidDisp(LinkStack*s){printf("\n链栈中的数据为:\n");printf("=======================================\n");StackNode*p;p=s->top;while(p!=NULL){printf("%d\n",p->data);p=p->next;}printf("=======================================\n");}voidmain(){printf("=================链栈操作=================\n\n");inti,m,n,a;LinkStack*s;s=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));intcord;do{printf("\n");printf("第一次使用必须初始化!\n");printf("\n");printf("\n主菜单\n");printf("\n1初始化链栈\n");printf("\n2入栈\n");printf("\n3出栈\n");printf("\n4取栈顶元素\n");printf("\n5置空链栈\n");printf("\n6结束程序运行\n");printf("\n--------------------------------\n");printf("请输入您的选择(1,2,3,4,5,6)");scanf("%d",&cord);printf("\n");switch(cord){case1:{InitStack(s);Disp(s);}break;case2:{printf("输入将要压入链栈的数据的个数:n=");scanf("%d",&n);printf("依次将%d个数据压入链栈:\n",n);for(i=1;i<=n;i++){scanf("%d",&a);pushLstack(s,a);}Disp(s);}break;case3:{printf("\n出栈操作开始!\n");printf("输入将要出栈的数据个数:m=");scanf("%d",&m);for(i=1;i<=m;i++){printf("\n第%d次出栈的数据是:%d",i,popLstack(s));}Disp(s);}break;case4:{printf("\n\n链栈的栈顶元素为:%d\n",StackTop(s));printf("\n");}break;case5:{setEmpty(s);Disp(s);}break;case6:exit(0);}}while(cord<=6);}【思考与提高】(1)栈的两种存储结构在判别栈空与栈满时,所依据的条件有何不同?(2)在程序中同时使用两个以上的栈时,使用顺序栈共享邻接空间则很难实现,能否通过链栈来方便地实现?如何实现?实验三:队列的顺序表示和实现【实验内容与要求】编写一个程序实现顺序队列的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:(1)初始化队列(2)建立顺序队列(3)入队(4)出队(5)判断队列是否为空(6)取队头元素(7)遍历队列【知识要点】队列的顺序存储结构称为顺序队列,顺序队列实际上是运算受限的顺序表。入队时,将新元素插入rear所指的位置,然后将rear加1。出队时,删去front所指的元素,然后将front加1并返回被删元素。顺序队列中的溢出现象:(1)"下溢"现象。当队列为空时,做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象,常用作程序控制转移的条件。(2)"真上溢"现象。当队列满时,做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态,应设法避免。(3)"假上溢"现象。由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时,也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。注意:(1)当头尾指针相等时,队列为空。(2)在非空队列里,队头指针始终指向队头元素,尾指针始终指向队尾元素的下一位置。【实现提示】/*定义队列*/typedefstruct{Elemtypequeue[MAXNUM];intfront;intrear;}sqqueue;/*队列初始化函数*/intinitQueue(sqqueue*q){q=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));/*初始化申请空间*/q->front=-1;q->rear=-1;}/*入队函数*/intappend(sqqueue*q,Elemtypex){q->rear++;q->queue[q->rear]=x;}/*出队函数*/ElemtypeDelete(sqqueue*q){x=q->queue[++q->front];}/*判断队列是否为空函数*/intEmpty(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)returnTRUE;}/*取队头元素函数*/intgethead(sqqueue*q){return(q->queue[q->front+1]);}/*遍历队列函数*/voiddisplay(sqqueue*q){while(srear){s=s+1;printf("%d<-",q->queue[s]);}}/*建立顺序队列函数*/voidSetsqqueue(sqqueue*q){for(i=0;i{scanf("%d",&m);append(q,m);}}/*利用入队函数快速输入数据*/【参考程序】#include<>#include<>#defineMAXNUM100#defineElemtypeint#defineTRUE1#defineFALSE0typedefstruct{Elemtypequeue[MAXNUM];intfront;intrear;}sqqueue;/*队列初始化*/intinitQueue(sqqueue*q){if(!q)returnFALSE;q->front=-1;q->rear=-1;returnTRUE;}/*入队*/intappend(sqqueue*q,Elemtypex){if(q->rear>=MAXNUM-1)returnFALSE;q->rear++;q->queue[q->rear]=x;returnTRUE;}/*出队*/ElemtypeDelete(sqqueue*q){Elemtypex;if(q->front==q->rear)return0;x=q->queue[++q->front];returnx;}/*判断队列是否为空*/intEmpty(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)returnTRUE;returnFALSE;}/*取队头元素*/intgethead(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)return0;return(q->queue[q->front+1]);}/*遍历队列*/voiddisplay(sqqueue*q){ints;s=q->front;if(q->front==q->rear)printf("队列空!\n");else{printf("\n顺序队列依次为:");while(srear){s=s+1;printf("%d<-",q->queue[s]);}printf("\n");printf("顺序队列的队尾元素所在位置:rear=%d\n",q->rear);printf("顺序队列的队头元素所在位置:front=%d\n",q->front);}}/*建立顺序队列*/voidSetsqqueue(sqqueue*q){intn,i,m;printf("\n请输入将要入顺序队列的长度:");scanf("%d",&n);printf("\n请依次输入入顺序队列的元素值:\n");for(i=0;i{scanf("%d",&m);append(q,m);}}main(){sqqueue*head;intx,y,z,select;head=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));do{printf("\n第一次使用请初始化!\n");printf("\n请选择操作(1--7):\n");printf("===================================\n");printf("1初始化\n");printf("2建立顺序队列\n");printf("3入队\n");printf("4出队\n");printf("5判断队列是否为空\n");printf("6取队头元素\n");printf("7遍历队列\n");printf("===================================\n");scanf("%d",&select);switch(select){case1:{initQueue(head);printf("已经初始化顺序队列!\n");break;}case2:{Setsqqueue(head);printf("\n已经建立队列!\n");display(head);break;}case3:{printf("请输入队的值:\n");scanf("%d",&x);append(head,x);display(head);break;}
{p->top=p->top+1;/*栈顶+1*/
p->stack[p->top]=x;}/*数据入栈*/
}
/*出栈函数*/
ElemTypePop(SqStack*p)
{x=p->stack[p->top];/*将栈顶元素赋给x*/
p->top=p->top-1;}/*栈顶-1*/
/*获取栈顶元素函数*/
ElemTypeGetTop(SqStack*p)
{x=p->stack[p->top];}
/*遍历顺序栈函数*/
voidOutStack(SqStack*p)
{for(i=p->top;i>=0;i--)
printf("第%d个数据元素是:
%6d\n",i,p->stack[i]);}
/*置空顺序栈函数*/
voidsetEmpty(SqStack*p)
{p->top=-1;}
【参考程序】
#include<>
#defineMAXNUM20
#defineElemTypeint
typedefstruct
{ElemTypestack[MAXNUM];
/*初始化顺序栈*/
{if(!
p)
printf("Eorror");
p->top=-1;
/*入栈*/
{if(p->top{p->top=p->top+1;p->stack[p->top]=x;}elseprintf("Overflow!\n");}/*出栈*/ElemTypePop(SqStack*p){ElemTypex;if(p->top!=0){x=p->stack[p->top];printf("以前的栈顶数据元素%d已经被删除!\n",p->stack[p->top]);p->top=p->top-1;return(x);}else{printf("Underflow!\n");return(0);}}/*获取栈顶元素*/ElemTypeGetTop(SqStack*p){ElemTypex;if(p->top!=0){x=p->stack[p->top];return(x);}else{printf("Underflow!\n");return(0);}}/*遍历顺序栈*/voidOutStack(SqStack*p){inti;printf("\n");if(p->top<0)printf("这是一个空栈!");printf("\n");for(i=p->top;i>=0;i--)printf("第%d个数据元素是:%6d\n",i,p->stack[i]);}/*置空顺序栈*/voidsetEmpty(SqStack*p){p->top=-1;}/*主函数*/main(){SqStack*q;inty,cord;ElemTypea;do{printf("\n");printf("第一次使用必须初始化!\n");printf("\n");printf("\n主菜单\n");printf("\n1初始化顺序栈\n");printf("\n2插入一个元素\n");printf("\n3删除栈顶元素\n");printf("\n4取栈顶元素\n");printf("\n5置空顺序栈\n");printf("\n6结束程序运行\n");printf("\n--------------------------------\n");printf("请输入您的选择(1,2,3,4,5,6)");scanf("%d",&cord);printf("\n");switch(cord){case1:{q=(SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));InitStack(q);OutStack(q);}break;case2:{printf("请输入要插入的数据元素:a=");scanf("%d",&a);Push(q,a);OutStack(q);}break;case3:{Pop(q);OutStack(q);}break;case4:{y=GetTop(q);printf("\n栈顶元素为:%d\n",y);OutStack(q);}break;case5:{setEmpty(q);printf("\n顺序栈被置空!\n");OutStack(q);}break;case6:exit(0);}}while(cord<=6);}【思考与提高】(1)读栈顶元素的算法与退栈顶元素的算法有何区别?(2)如果一个程序中要用到两个栈,为了不发生上溢错误,就必须给每个栈预先分配一个足够大的存储空间。若每个栈都预分配过大的存储空间,势必会造成系统空间紧张。如何解决这个问题?实验二:栈的链式表示和实现【实验内容与要求】编写一个程序实现链栈的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:(1)初始化链栈(2)链栈置空(3)入栈(4)出栈(5)取栈顶元素(6)遍历链栈【知识要点】链栈是没有附加头结点的运算受限的单链表。栈顶指针就是链表的头指针。注意:(1)LinkStack结构类型的定义可以方便地在函数体中修改top指针本身(2)若要记录栈中元素个数,可将元素个数属性放在LinkStack类型中定义。(3)链栈中的结点是动态分配的,所以可以不考虑上溢。【实现提示】typedefintElemtype;typedefstructstacknode{Elemtypedata;stacknode*next;}StackNode;/*定义链栈*/typedefstruct{stacknode*top;//栈顶指针}LinkStack;/*初始化链栈函数*/voidInitStack(LinkStack*s){s=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));/*初始化申请空间*/s->top=NULL;}/*链栈置空函数*/voidsetEmpty(LinkStack*s){s->top=NULL;}/*入栈函数*/voidpushLstack(LinkStack*s,Elemtypex){p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//建立一个节点。p->data=x;p->next=s->top;//指向栈顶。s->top=p;//插入}/*出栈函数*/ElemtypepopLstack(LinkStack*s){x=p->data;s->top=p->next;//当前的栈顶指向原栈的nextfree(p);//释放}/*取栈顶元素函数*/ElemtypeStackTop(LinkStack*s){returns->top->data;}/*遍历链栈函数*/voidDisp(LinkStack*s){while(p!=NULL){printf("%d\n",p->data);p=p->next;}}【参考程序】#include""#include""#include""typedefintElemtype;typedefstructstacknode{Elemtypedata;stacknode*next;}StackNode;typedefstruct{stacknode*top;//栈顶指针}LinkStack;/*初始化链栈*/voidInitStack(LinkStack*s){s->top=NULL;printf("\n已经初始化链栈!\n");}/*链栈置空*/voidsetEmpty(LinkStack*s){s->top=NULL;printf("\n链栈被置空!\n");}/*入栈*/voidpushLstack(LinkStack*s,Elemtypex){StackNode*p;p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//建立一个节点。p->data=x;p->next=s->top;//由于是在栈顶pushLstack,所以要指向栈顶。s->top=p;//插入}/*出栈*/ElemtypepopLstack(LinkStack*s){Elemtypex;StackNode*p;p=s->top;//指向栈顶if(s->top==0){printf("\n栈空,不能出栈!\n");exit(-1);}x=p->data;s->top=p->next;//当前的栈顶指向原栈的nextfree(p);//释放returnx;}/*取栈顶元素*/ElemtypeStackTop(LinkStack*s){if(s->top==0){printf("\n链栈空\n");exit(-1);}returns->top->data;}/*遍历链栈*/voidDisp(LinkStack*s){printf("\n链栈中的数据为:\n");printf("=======================================\n");StackNode*p;p=s->top;while(p!=NULL){printf("%d\n",p->data);p=p->next;}printf("=======================================\n");}voidmain(){printf("=================链栈操作=================\n\n");inti,m,n,a;LinkStack*s;s=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));intcord;do{printf("\n");printf("第一次使用必须初始化!\n");printf("\n");printf("\n主菜单\n");printf("\n1初始化链栈\n");printf("\n2入栈\n");printf("\n3出栈\n");printf("\n4取栈顶元素\n");printf("\n5置空链栈\n");printf("\n6结束程序运行\n");printf("\n--------------------------------\n");printf("请输入您的选择(1,2,3,4,5,6)");scanf("%d",&cord);printf("\n");switch(cord){case1:{InitStack(s);Disp(s);}break;case2:{printf("输入将要压入链栈的数据的个数:n=");scanf("%d",&n);printf("依次将%d个数据压入链栈:\n",n);for(i=1;i<=n;i++){scanf("%d",&a);pushLstack(s,a);}Disp(s);}break;case3:{printf("\n出栈操作开始!\n");printf("输入将要出栈的数据个数:m=");scanf("%d",&m);for(i=1;i<=m;i++){printf("\n第%d次出栈的数据是:%d",i,popLstack(s));}Disp(s);}break;case4:{printf("\n\n链栈的栈顶元素为:%d\n",StackTop(s));printf("\n");}break;case5:{setEmpty(s);Disp(s);}break;case6:exit(0);}}while(cord<=6);}【思考与提高】(1)栈的两种存储结构在判别栈空与栈满时,所依据的条件有何不同?(2)在程序中同时使用两个以上的栈时,使用顺序栈共享邻接空间则很难实现,能否通过链栈来方便地实现?如何实现?实验三:队列的顺序表示和实现【实验内容与要求】编写一个程序实现顺序队列的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:(1)初始化队列(2)建立顺序队列(3)入队(4)出队(5)判断队列是否为空(6)取队头元素(7)遍历队列【知识要点】队列的顺序存储结构称为顺序队列,顺序队列实际上是运算受限的顺序表。入队时,将新元素插入rear所指的位置,然后将rear加1。出队时,删去front所指的元素,然后将front加1并返回被删元素。顺序队列中的溢出现象:(1)"下溢"现象。当队列为空时,做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象,常用作程序控制转移的条件。(2)"真上溢"现象。当队列满时,做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态,应设法避免。(3)"假上溢"现象。由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时,也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。注意:(1)当头尾指针相等时,队列为空。(2)在非空队列里,队头指针始终指向队头元素,尾指针始终指向队尾元素的下一位置。【实现提示】/*定义队列*/typedefstruct{Elemtypequeue[MAXNUM];intfront;intrear;}sqqueue;/*队列初始化函数*/intinitQueue(sqqueue*q){q=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));/*初始化申请空间*/q->front=-1;q->rear=-1;}/*入队函数*/intappend(sqqueue*q,Elemtypex){q->rear++;q->queue[q->rear]=x;}/*出队函数*/ElemtypeDelete(sqqueue*q){x=q->queue[++q->front];}/*判断队列是否为空函数*/intEmpty(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)returnTRUE;}/*取队头元素函数*/intgethead(sqqueue*q){return(q->queue[q->front+1]);}/*遍历队列函数*/voiddisplay(sqqueue*q){while(srear){s=s+1;printf("%d<-",q->queue[s]);}}/*建立顺序队列函数*/voidSetsqqueue(sqqueue*q){for(i=0;i{scanf("%d",&m);append(q,m);}}/*利用入队函数快速输入数据*/【参考程序】#include<>#include<>#defineMAXNUM100#defineElemtypeint#defineTRUE1#defineFALSE0typedefstruct{Elemtypequeue[MAXNUM];intfront;intrear;}sqqueue;/*队列初始化*/intinitQueue(sqqueue*q){if(!q)returnFALSE;q->front=-1;q->rear=-1;returnTRUE;}/*入队*/intappend(sqqueue*q,Elemtypex){if(q->rear>=MAXNUM-1)returnFALSE;q->rear++;q->queue[q->rear]=x;returnTRUE;}/*出队*/ElemtypeDelete(sqqueue*q){Elemtypex;if(q->front==q->rear)return0;x=q->queue[++q->front];returnx;}/*判断队列是否为空*/intEmpty(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)returnTRUE;returnFALSE;}/*取队头元素*/intgethead(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)return0;return(q->queue[q->front+1]);}/*遍历队列*/voiddisplay(sqqueue*q){ints;s=q->front;if(q->front==q->rear)printf("队列空!\n");else{printf("\n顺序队列依次为:");while(srear){s=s+1;printf("%d<-",q->queue[s]);}printf("\n");printf("顺序队列的队尾元素所在位置:rear=%d\n",q->rear);printf("顺序队列的队头元素所在位置:front=%d\n",q->front);}}/*建立顺序队列*/voidSetsqqueue(sqqueue*q){intn,i,m;printf("\n请输入将要入顺序队列的长度:");scanf("%d",&n);printf("\n请依次输入入顺序队列的元素值:\n");for(i=0;i{scanf("%d",&m);append(q,m);}}main(){sqqueue*head;intx,y,z,select;head=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));do{printf("\n第一次使用请初始化!\n");printf("\n请选择操作(1--7):\n");printf("===================================\n");printf("1初始化\n");printf("2建立顺序队列\n");printf("3入队\n");printf("4出队\n");printf("5判断队列是否为空\n");printf("6取队头元素\n");printf("7遍历队列\n");printf("===================================\n");scanf("%d",&select);switch(select){case1:{initQueue(head);printf("已经初始化顺序队列!\n");break;}case2:{Setsqqueue(head);printf("\n已经建立队列!\n");display(head);break;}case3:{printf("请输入队的值:\n");scanf("%d",&x);append(head,x);display(head);break;}
{p->top=p->top+1;
p->stack[p->top]=x;
else
printf("Overflow!
\n");
/*出栈*/
{ElemTypex;
if(p->top!
=0)
{x=p->stack[p->top];
printf("以前的栈顶数据元素%d已经被删除!
\n",p->stack[p->top]);
p->top=p->top-1;
return(x);
{printf("Underflow!
return(0);
/*获取栈顶元素*/
/*遍历顺序栈*/
{inti;
printf("\n");
if(p->top<0)
printf("这是一个空栈!
");
for(i=p->top;i>=0;i--)
%6d\n",i,p->stack[i]);
/*置空顺序栈*/
{
/*主函数*/
main()
{SqStack*q;
inty,cord;ElemTypea;
do{
printf("第一次使用必须初始化!
printf("\n主菜单\n");
printf("\n1初始化顺序栈\n");
printf("\n2插入一个元素\n");
printf("\n3删除栈顶元素\n");
printf("\n4取栈顶元素\n");
printf("\n5置空顺序栈\n");
printf("\n6结束程序运行\n");
printf("\n--------------------------------\n");
printf("请输入您的选择(1,2,3,4,5,6)");
scanf("%d",&cord);
switch(cord)
{case1:
{q=(SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));
InitStack(q);
OutStack(q);
}break;
case2:
{printf("请输入要插入的数据元素:
a=");
scanf("%d",&a);
Push(q,a);
case3:
{Pop(q);
case4:
{y=GetTop(q);
printf("\n栈顶元素为:
%d\n",y);
case5:
{setEmpty(q);
printf("\n顺序栈被置空!
case6:
exit(0);
}while(cord<=6);
【思考与提高】
(1)读栈顶元素的算法与退栈顶元素的算法有何区别?
(2)如果一个程序中要用到两个栈,为了不发生上溢错误,就必须给每个栈预先分配一个足够大的存储空间。
若每个栈都预分配过大的存储空间,势必会造成系统空间紧张。
如何解决这个问题?
实验二:
栈的链式表示和实现
编写一个程序实现链栈的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:
(1)初始化链栈
(2)链栈置空
(3)入栈
(4)出栈
(5)取栈顶元素
(6)遍历链栈
链栈是没有附加头结点的运算受限的单链表。
栈顶指针就是链表的头指针。
(1)LinkStack结构类型的定义可以方便地在函数体中修改top指针本身
(2)若要记录栈中元素个数,可将元素个数属性放在LinkStack类型中定义。
(3)链栈中的结点是动态分配的,所以可以不考虑上溢。
typedefintElemtype;
typedefstructstacknode{
Elemtypedata;
stacknode*next;
}StackNode;
/*定义链栈*/
stacknode*top;//栈顶指针
}LinkStack;
/*初始化链栈函数*/
voidInitStack(LinkStack*s)
{s=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));/*初始化申请空间*/
s->top=NULL;}
/*链栈置空函数*/
voidsetEmpty(LinkStack*s)
{s->top=NULL;}
voidpushLstack(LinkStack*s,Elemtypex)
{p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//建立一个节点。
p->data=x;
p->next=s->top;//指向栈顶。
s->top=p;//插入
ElemtypepopLstack(LinkStack*s)
{x=p->data;
s->top=p->next;//当前的栈顶指向原栈的next
free(p);//释放
/*取栈顶元素函数*/
ElemtypeStackTop(LinkStack*s)
{returns->top->data;}
/*遍历链栈函数*/
voidDisp(LinkStack*s)
{while(p!
=NULL)
{printf("%d\n",p->data);
p=p->next;
#include""
/*初始化链栈*/
{s->top=NULL;
printf("\n已经初始化链栈!
/*链栈置空*/
printf("\n链栈被置空!
{StackNode*p;
p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//建立一个节点。
p->next=s->top;//由于是在栈顶pushLstack,所以要指向栈顶。
{Elemtypex;
StackNode*p;
p=s->top;//指向栈顶
if(s->top==0)
{printf("\n栈空,不能出栈!
exit(-1);
x=p->data;
returnx;
/*取栈顶元素*/
{if(s->top==0)
{printf("\n链栈空\n");
returns->top->data;
/*遍历链栈*/
{printf("\n链栈中的数据为:
printf("=======================================\n");
p=s->top;
while(p!
voidmain()
{printf("=================链栈操作=================\n\n");
inti,m,n,a;
LinkStack*s;
s=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));
intcord;
do{printf("\n");
printf("\n1初始化链栈\n");
printf("\n2入栈\n");
printf("\n3出栈\n");
printf("\n5置空链栈\n");
{InitStack(s);
Disp(s);
{printf("输入将要压入链栈的数据的个数:
n=");
scanf("%d",&n);
printf("依次将%d个数据压入链栈:
\n",n);
for(i=1;i<=n;i++)
{scanf("%d",&a);
pushLstack(s,a);
{printf("\n出栈操作开始!
printf("输入将要出栈的数据个数:
m=");
scanf("%d",&m);
for(i=1;i<=m;i++)
{printf("\n第%d次出栈的数据是:
%d",i,popLstack(s));}
{printf("\n\n链栈的栈顶元素为:
%d\n",StackTop(s));
{setEmpty(s);
(1)栈的两种存储结构在判别栈空与栈满时,所依据的条件有何不同?
(2)在程序中同时使用两个以上的栈时,使用顺序栈共享邻接空间则很难实现,能否通过链栈来方便地实现?
如何实现?
实验三:
队列的顺序表示和实现
编写一个程序实现顺序队列的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:
(1)初始化队列
(2)建立顺序队列
(3)入队
(4)出队
(5)判断队列是否为空
(6)取队头元素
(7)遍历队列
队列的顺序存储结构称为顺序队列,顺序队列实际上是运算受限的顺序表。
入队时,将新元素插入rear所指的位置,然后将rear加1。
出队时,删去front所指的元素,然后将front加1并返回被删元素。
顺序队列中的溢出现象:
(1)"下溢"现象。
当队列为空时,做出队运算产生的溢出现象。
“下溢”是正常现象,常用作程序控制转移的条件。
(2)"真上溢"现象。
当队列满时,做进栈运算产生空间溢出的现象。
“真上溢”是一种出错状态,应设法避免。
(3)"假上溢"现象。
由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用。
当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时,也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。
该现象称为"假上溢"现象。
(1)当头尾指针相等时,队列为空。
(2)在非空队列里,队头指针始终指向队头元素,尾指针始终指向队尾元素的下一位置。
/*定义队列*/
{Elemtypequeue[MAXNUM];
intfront;
intrear;
}sqqueue;
/*队列初始化函数*/
intinitQueue(sqqueue*q)
{q=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));/*初始化申请空间*/
q->front=-1;
q->rear=-1;
/*入队函数*/
intappend(sqqueue*q,Elemtypex)
{q->rear++;
q->queue[q->rear]=x;}
/*出队函数*/
ElemtypeDelete(sqqueue*q)
{x=q->queue[++q->front];}
/*判断队列是否为空函数*/
intEmpty(sqqueue*q)
{if(q->front==q->rear)returnTRUE;}
/*取队头元素函数*/
intgethead(sqqueue*q)
{return(q->queue[q->front+1]);}
/*遍历队列函数*/
voiddisplay(sqqueue*q)
{while(srear)
{s=s+1;
printf("%d<-",q->queue[s]);}
/*建立顺序队列函数*/
voidSetsqqueue(sqqueue*q)
{for(i=0;i{scanf("%d",&m);append(q,m);}}/*利用入队函数快速输入数据*/【参考程序】#include<>#include<>#defineMAXNUM100#defineElemtypeint#defineTRUE1#defineFALSE0typedefstruct{Elemtypequeue[MAXNUM];intfront;intrear;}sqqueue;/*队列初始化*/intinitQueue(sqqueue*q){if(!q)returnFALSE;q->front=-1;q->rear=-1;returnTRUE;}/*入队*/intappend(sqqueue*q,Elemtypex){if(q->rear>=MAXNUM-1)returnFALSE;q->rear++;q->queue[q->rear]=x;returnTRUE;}/*出队*/ElemtypeDelete(sqqueue*q){Elemtypex;if(q->front==q->rear)return0;x=q->queue[++q->front];returnx;}/*判断队列是否为空*/intEmpty(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)returnTRUE;returnFALSE;}/*取队头元素*/intgethead(sqqueue*q){if(q->front==q->rear)return0;return(q->queue[q->front+1]);}/*遍历队列*/voiddisplay(sqqueue*q){ints;s=q->front;if(q->front==q->rear)printf("队列空!\n");else{printf("\n顺序队列依次为:");while(srear){s=s+1;printf("%d<-",q->queue[s]);}printf("\n");printf("顺序队列的队尾元素所在位置:rear=%d\n",q->rear);printf("顺序队列的队头元素所在位置:front=%d\n",q->front);}}/*建立顺序队列*/voidSetsqqueue(sqqueue*q){intn,i,m;printf("\n请输入将要入顺序队列的长度:");scanf("%d",&n);printf("\n请依次输入入顺序队列的元素值:\n");for(i=0;i{scanf("%d",&m);append(q,m);}}main(){sqqueue*head;intx,y,z,select;head=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));do{printf("\n第一次使用请初始化!\n");printf("\n请选择操作(1--7):\n");printf("===================================\n");printf("1初始化\n");printf("2建立顺序队列\n");printf("3入队\n");printf("4出队\n");printf("5判断队列是否为空\n");printf("6取队头元素\n");printf("7遍历队列\n");printf("===================================\n");scanf("%d",&select);switch(select){case1:{initQueue(head);printf("已经初始化顺序队列!\n");break;}case2:{Setsqqueue(head);printf("\n已经建立队列!\n");display(head);break;}case3:{printf("请输入队的值:\n");scanf("%d",&x);append(head,x);display(head);break;}
{scanf("%d",&m);
append(q,m);}}/*利用入队函数快速输入数据*/
#defineMAXNUM100
#defineElemtypeint
#defineTRUE1
#defineFALSE0
/*队列初始化*/
q)returnFALSE;
returnTRUE;
/*入队*/
{if(q->rear>=MAXNUM-1)returnFALSE;
q->rear++;
q->queue[q->rear]=x;
/*出队*/
if(q->front==q->rear)return0;
x=q->queue[++q->front];
/*判断队列是否为空*/
{if(q->front==q->rear)returnTRUE;
returnFALSE;
/*取队头元素*/
{if(q->front==q->rear)return0;
return(q->queue[q->front+1]);
/*遍历队列*/
{ints;
s=q->front;
if(q->front==q->rear)
printf("队列空!
{printf("\n顺序队列依次为:
while(srear)
printf("%d<-",q->queue[s]);
printf("顺序队列的队尾元素所在位置:
rear=%d\n",q->rear);
printf("顺序队列的队头元素所在位置:
front=%d\n",q->front);
/*建立顺序队列*/
{intn,i,m;
printf("\n请输入将要入顺序队列的长度:
printf("\n请依次输入入顺序队列的元素值:
for(i=0;i{scanf("%d",&m);append(q,m);}}main(){sqqueue*head;intx,y,z,select;head=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));do{printf("\n第一次使用请初始化!\n");printf("\n请选择操作(1--7):\n");printf("===================================\n");printf("1初始化\n");printf("2建立顺序队列\n");printf("3入队\n");printf("4出队\n");printf("5判断队列是否为空\n");printf("6取队头元素\n");printf("7遍历队列\n");printf("===================================\n");scanf("%d",&select);switch(select){case1:{initQueue(head);printf("已经初始化顺序队列!\n");break;}case2:{Setsqqueue(head);printf("\n已经建立队列!\n");display(head);break;}case3:{printf("请输入队的值:\n");scanf("%d",&x);append(head,x);display(head);break;}
append(q,m);}
{sqqueue*head;
intx,y,z,select;
head=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));
do{printf("\n第一次使用请初始化!
printf("\n请选择操作(1--7):
printf("===================================\n");
printf("1初始化\n");
printf("2建立顺序队列\n");
printf("3入队\n");
printf("4出队\n");
printf("5判断队列是否为空\n");
printf("6取队头元素\n");
printf("7遍历队列\n");
scanf("%d",&select);
switch(select)
{initQueue(head);
printf("已经初始化顺序队列!
break;
{Setsqqueue(head);
printf("\n已经建立队列!
display(head);
{printf("请输入队的值:
scanf("%d",&x);
append(head,x);
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