顺序栈基本操作实验报告.docx
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顺序栈基本操作实验报告
数据结构实验三
课程数据结构实验名称顺序栈基本操作第页
专业班级学号
姓名
实验日期：
年月日评分
一、实验目的
1．熟悉并能实现栈的定义和基本操作。
2．了解和掌握栈的应用。
二、实验要求
1．进行栈的基本操作时要注意栈"后进先出"的特性。
2．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。
3．整理并上交实验报告。
三、实验内容
1．编写程序任意输入栈长度和栈中的元素值，构造一个顺序栈，对其进行清空、销毁、入栈、出栈以及取栈顶元素操作。
2．编写程序实现表达式求值，即验证某算术表达式的正确性，若正确，则计算该算术表达式的值。
主要功能描述如下：
（1）从键盘上输入表达式。
（2）分析该表达式是否合法：
∙a）是数字，则判断该数字的合法性。
若合法，则压入数据到堆栈中。
∙b）是规定的运算符，则根据规则进行处理。
在处理过程中，将计算该表达式的值。
∙c）若是其它字符，则返回错误信息。
（3）若上述处理过程中没有发现错误，则认为该表达式合法，并打印处理结果。
程序中应主要包含下面几个功能函数：
∙lvoidinitstack（）：
初始化堆栈
∙lintMake_str（）：
语法检查并计算
∙lintpush_operate（intoperate）：
将操作码压入堆栈
∙lintpush_num（doublenum）：
将操作数压入堆栈
∙lintprocede（intoperate）：
处理操作码
∙lintchange_opnd（intoperate）：
将字符型操作码转换成优先级
∙lintpush_opnd（intoperate）：
将操作码压入堆栈
∙lintpop_opnd（）：
将操作码弹出堆栈
∙lintcaculate（intcur_opnd）：
简单计算+，-，*，/
∙ldoublepop_num（）：
弹出操作数
四、实验步骤
（描述实验步骤及中间的结果或现象。
在实验中做了什么事情，怎么做的，发生的现象和中间结果）
第一题：
#include
usingnamespacestd;
#defineSTACK_INIT_SIZE100//存储空间初始分配量
#defineSTACKINCREMENT10//存储空间分配增量
#defineOVERFLOW-1
#defineOK1
#defineNO-1
#defineNULL0
typedefintStatus;
typedefcharSElemType;
typedefstruct
{
SElemType*base;//在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL
SElemType*top;//栈顶指针
intstacksize;//当前已分配的存储空间，以元素为单位
}SqStack;
StatusInitstack（SqStack&S）//构造一个空栈S
{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）
exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}//InitStack
StatusStackEmpty（SqStack&S）
{
if（S.base==S.top）
returnOK;
else
returnNO;
}
StatusClearStack（SqStack&S）//把S置为空
{
if（S.base=S.top）;
returnOK;
}
StatusDsetroyStack（SqStack&S）//销毁栈S
{
S.base=NULL;
returnOK;
}
StatusPush（SqStack&S,SElemTypee）
//插入元素e为新的栈顶元素
{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）
{
S.base=（SElemType*）realloc（S.base,
（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）//存储分配失败
exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
returnOK;
}//Push
StatusPop（SqStack&S,SElemType&c）
//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用c返回其值，并返回OK；否则返回ERROR
{
if（S.top==S.base）
returnNO;
c=*--S.top;
returnOK;
}//Pop
StatusGetTop（SqStack&S,SElemType&e）
{
if（S.top==S.base）
returnNO;
e=*（S.top-1）;
returnOK;
}//GetTop
intmain（）
{
SqStackS;
Initstack（S）;
cout<<"输入要压到栈中的元素!
"<charc;
while（（c=getchar（））!
='\n'）
{
Push（S,c）;
}
GetTop（S,c）;
cout<<"栈顶元素为：
"<//ClearStack（S）;
//DsetroyStack（S）;
for（inti=0;S.top!
=S.base;i++）
{
Pop（S,c）;
cout<<"栈中第"<";
cout<}
return0;
}
第二题：
#include
usingnamespacestd;
#defineSTACK_SIZE100
#defineSTACKINCREMENT10
#defineOVERFLOW-1
#defineOK1
#defineNO0
typedefintStatus;
typedefcharSElemType;
typedefstruct
{
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;
}SqStack;
intmain（）
{
charGetTop（SqStack&s）;
StatusInitstack（SqStack&s）;
Statuspush_operate（SqStack&s,SElemTypee）;
Statuspush_num（SqStack&s,inte）;
StatusStackempty（SqStack&s）;
Statuspop_num（SqStack&s,int&c）;
Statuspushoperate（SElemTypeoperate）;
Statuspushnum（SElemTypenum）;
Statuscaculate（SElemTypea,SElemTypeoperate,SElemTypeb）;
Statuspop_operate（SqStack&s,SElemType&c）;
Statuschange（SElemTypee）;
charPrecede（SElemTypea,SElemTypeb）;
charOperatecxz（）;
intm;
m=Operatecxz（）;
cout<return0;
}
Statuschange（SElemTypee）
{
intm;
m=e-48;
returnm;
}
StatusInitstack（SqStack&s）
{
s.base=（SElemType*）malloc（STACK_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
s.base）
exit（OVERFLOW）;
s.top=s.base;
s.stacksize=STACK_SIZE;
returnOK;
}
StatusStackempty（SqStack&s）
{
if（s.base==s.top）
returnOK;
else
returnNO;
}
Statuspush_num（SqStack&s,inte）
{
if（s.top-s.base>=s.stacksize）
{
s.base=（SElemType*）realloc（s.base,（s.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
s.base）
exit（OVERFLOW）;
s.top=s.base+s.stacksize;
s.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*s.top++=e;
returnOK;
}
Statuspush_operate（SqStack&s,SElemTypee）
{
if（s.top-s.base>=s.stacksize）
{
s.base=（SElemType*）realloc（s.base,（s.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
s.base）
exit（OVERFLOW）;
s.top=s.base+s.stacksize;
s.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*s.top++=e;
returnOK;
}
Statuspop_operate（SqStack&s,SElemType&c）
{
if（s.top==s.base）
returnNO;
c=*--s.top;
returnOK;
}
Statuspop_num（SqStack&s,int&c）
{
if（s.top==s.base）
returnNO;
c=*--s.top;
returnOK;
}
charGetTop（SqStack&s）
{
charc;
if（s.top==s.base）
returnNO;
c=*（s.top-1）;
returnc;
}
Statuscaculate（inta,SElemTypeoperate,intb）
{
ints;
if（operate=='+'）
s=a+b;
if（operate=='-'）
s=a-b;
if（operate=='*'）
s=a*b;
if（operate=='/'）
s=a/b;
returns;
}
StatusIn（SElemTypec）
{
if（c=='+'||c=='-'||c=='*'||c=='/'||c=='#'||c=='（'||c=='）'）
returnOK;
if（c>='0'&&c<='9'）
returnNO;
return-1;
}
charPrecede（SElemTypea,SElemTypeb）
{
if（a=='+'||a=='-'）
{
if（b=='+'||b=='-'||b=='）'||b=='#'）
return'>';
if（b=='*'||b=='/'||b=='（'）
return'<';
}
if（a=='*'||a=='/'）
{
if（b=='+'||b=='-'||b=='）'||b=='*'||b=='/'||b=='#'）
return'>';
if（b=='（'）
return'<';
}
if（a=='（'）
{
if（b=='）'）
return'=';
if（b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'）
return'<';
if（b=='#'）
return'';
}
if（a=='）'）
{
if（b=='）'）
return'';
if（b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b=='（'||b=='#'）
return'>';
}
if（a=='#'）
{
if（b=='#'）
return'=';
if（b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b=='（'）
return'<';
if（b=='）'）
return'';
}
return'';
}
charOperatecxz（）
{
SqStackOperate,Num;
charc,e,x;
intnum,a,b,flat=1,sz=0;
Initstack（Operate）;
push_operate（Operate,'#'）;
Initstack（Num）;
c=getchar（）;
while（c!
='#'||GetTop（Operate）!
='#'）
{
if（In（c）==-1）
{
cout<<"inputerror!
"<flat=0;
break;
}
if（In（c）!
=1）
{
if（sz==0）
{
num=change（c）;
sz=1;
c=getchar（）;
continue;
}
if（sz==1）
num=num*10+change（c）;
c=getchar（）;
continue;
}
else
{
if（sz==1）
push_num（Num,num）;
sz=0;
x=GetTop（Operate）;
switch（Precede（GetTop（Operate）,c））
{
case'<':
{
push_operate（Operate,c）;
c=getchar（）;
break;
}
case'=':
{
pop_operate（Operate,e）;
c=getchar（）;
break;
}
case'>':
{
pop_num（Num,a）;
pop_operate（Operate,e）;
pop_num（Num,b）;
push_num（Num,caculate（b,e,a））;
break;
}
}
}
}
pop_operate（Operate,e）;
if（e!
='#'）
flat=0;
if（flat==1）
{
pop_num（Num,a）;
returna;
}
if（flat==0）
return0;
}
五．实验结果与讨论
（描述最终得到的结果，并进行分析说明，可能的误差原因）
第一题：
1把主函数中的ClearStack（S）;DsetroyStack（S）注释掉的结果：
2不把ClearStack（S）注释掉，把栈清空：
3不把DsetroyStack（S）注释掉，即销毁栈：
出现一堆乱码，说明销毁成功。
第二题的输出：
1正常输入表达式则输出：
2如果输入的表达式出错则输出：
六．实验总结：
1在写主函数时，如果是用voidmain的形式，那么可以不用有返回值，如果是intmain或|statusmain的话，要有返回值，既末尾要有return语句。
2有时候写的没有出现问题，但运行的结果是Pressanukeytocontinue。
程序肯定有错，但为什么会出现这种问题呢。
3分号的忘记那还是很经常的，要加强注意。
4原本把ClearStack（S）;DsetroyStack（S）放在for循环之后，检查不出ClearStack（S）;DsetroyStack（S）的函数是否正确。
把它们for循环之前，GetTop（S,c）语句之后，再利用注释等的，就可以很明显的看出栈是否被清空或销毁。
5在做表达式的计算的时候一定要注意何时入栈何时出栈。
如果如栈与出栈的情况判断不清楚就无法得出答案。
6在定义栈的时候Num中的元素最好使用int类型的而不是char类型的。
因为这样会简化charOperatecxz（）的计算复杂度。
7对于表达式的判错情况，根据题目中的提示对每次读入的字符进行判断。
8对于不是个位数的计算，首先用了个
Statuschange（SElemTypee）
{
intm;
m=e-48;
returnm;
}
把每个字符转化成int型，然后再用sz作为标记直到读入的数不是数字为止。
此时再将之前读入的数num压入Num栈中。
9对于优先级的判断按照书上给定的表格进行建立关系。
注意优先级的判断为这个实验最为关键的，也是最需要细心的地方。
只要有一个地方弄错，将导致整个实验都出错。
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