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
栈的顺序表示和实现
2.2基础实验
2.2.1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
2.2.2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;
}
else
printf（"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;
}
}
【参考程序】
#include"stdio.h"
#include"malloc.h"
#include"stdlib.h"
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->t
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