数据结构实验三栈和队列及其应用解析.docx

1、数据结构实验三栈和队列及其应用解析实验编号：3 四川师大数据结构实验报告 2016年10月29日实验三 栈和队列及其应用_一实验目的及要求（1）掌握栈和队列这两种特殊的线性表，熟悉它们的特性，在实际问题背景下灵活运用它们；（2）本实验训练的要点是“栈”的观点及其典型用法；（3）掌握问题求解的状态表示及其递归算法，以及由递归程序到非递归程序的转化方法。二实验内容（1）编程实现栈在两种存储结构中的基本操作（栈的初始化、判栈空、入栈、出栈等）；（2）应用栈的基本操作，实现数制转换（任意进制）；（3）编程实现队列在两种存储结构中的基本操作（队列的初始化、判队列空、入队列、出队列）；（4）利用栈实现任一

2、个表达式中的语法检查（括号的匹配）。（5）利用栈实现表达式的求值。注：（1）（3）必做，（4）（5）选做。三主要仪器设备及软件（1） PC机（2） Dev C+ ,Visual C+, VS2010等四实验主要流程、基本操作或核心代码、算法片段（该部分如不够填写，请另加附页）（1）编程实现栈在两种存储结构中的基本操作（栈的初始化、判栈空、入栈、出栈等）；A.顺序储存：代码部分：/Main.cpp:#includeSStack.hint main() SqStack S; SElemType e; int elect=1; InitStack(S); cout 已经创建一个存放字符型的栈 ele

3、ct; cout endl; switch (elect) case 1: cout e; Push(S, e); break; case 2: if(Pop(S, e) cout e is pop endl; elsecoutblankendl; break; case 3: if (StackEmpty(S) cout 栈空 endl; else cout 栈未空 endl; break; case 4: GetTop(S, e); cout e is e endl; break; case 5: StackLength(S); break; case 0:break; DestroySt

4、ack(S); return OK;/SStack.cpp:#includeSStack.h/输出菜单void Muse() cout 请选择功能： endl; cout 1.入栈 endl; cout 2.出栈 endl; cout 3.判栈空 endl; cout 4.返回栈顶部数据 endl; cout 5.栈长 endl; cout 0.退出系统 endl; cout = STACK_INIT_SIZE) S.base = (SElemType *)realloc(S.base, (STACK_INIT_SIZE + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType

5、); if (!S.base) exit(ERROR); S.top = S.base + S.stacksize; S.stacksize += STACKINCREMENT; *S.top+ = e; return OK;/出栈Status Pop(SqStack &S, SElemType &e) if (S.base = S.top) return ERROR; e = *-S.top; coutpop succeedendl; return OK;/判栈空Status StackEmpty(SqStack S) if (S.top = S.base) return ERROR; re

6、turn OK;/销毁栈Status DestroyStack(SqStack &S) free(S.base); S.top=NULL; S.stacksize = 0; cout 栈已销毁 endl; return OK;int StackLength(SqStack S) cout StackLength is S.top-S.base endl; return OK;/SStack.h:#include#includeusing namespace std;const int STACK_INIT_SIZE = 100;const int STACKINCREMENT = 10;con

7、st int ERROR = 0;const int OK = 1;typedef char SElemType;typedef int Status;typedef struct SElemType *base; SElemType *top; int stacksize;SqStack;Status InitStack(SqStack &S);/创建顺序存储的栈Status GetTop(SqStack S, SElemType &e);/得到栈顶数据Status Push(SqStack &S, SElemType &e);/入栈Status Pop(SqStack &S, SElemT

8、ype &e);/出栈void Muse();/输出菜单界面Status StackEmpty(SqStack S);/判断栈是否为空Status DestroyStack(SqStack &S);/销毁栈int StackLength(SqStack S);/计算栈的长度运行结果：B. 链式储存：代码部分：/Main.cpp#includeLstack.hint main() Lq_Stack L; if(InintStack (L) coutbuild stack succeeddata=0; L-next=NULL; return OK;Status push (Lq_Stack &L,

9、SElemType e) /入栈 LqStack *p; p=(LqStack *)malloc(sizeof(LqStack); if(!p) exit(ERROR); p-data=e; L-data+; p-next=L-next; L-next=p; return OK;Status pop (Lq_Stack &L,SElemType &e) /出栈 LqStack *p; if(L-next=NULL) return ERROR; p=L-next; e=p-data; L-next=p-next; L-data-; free(p); return OK;Status GetTop

10、(Lq_Stack L, SElemType &e) /得到栈顶数据 if(L-next=NULL) return ERROR; e=L-next-data; return OK;Status StackEmpty(Lq_Stack L) /判断栈是否为空 if(L-next=NULL)return ERROR; else return OK;int StackLength(Lq_Stack L) /计算栈的长度 return L-data;Status DestroyStack(Lq_Stack &L) /销毁栈 LqStack *p; while(!L) L=p; L=L-next; fr

11、ee(p); return OK;void Menu(Lq_Stack &L,SElemType e) /输出菜单选择执行的功能 int select=1; while(select) coutendl; cout请选择功能endl; cout1.入栈endl; cout2.出栈endl; cout3.得到顶部数据endl; cout4.判断栈是否为空endl; cout5.输出栈的长度endl; cout0.退出程序endl; coutselect; switch (select) case 0:break; case 1: coute; if(push(L,e) coutpush succ

12、eedendl; else coutpush failedendl; break; case 2: if(pop(L,e) coutdata e is popendl; else coutpop failedendl; break; case 3: if(GetTop(L,e) couthead data e is popendl; else coutGet failedendl; break; case 4: if(StackEmpty(L) coutstack is not NULLendl; else coutstack is NULLendl; break; case 5: coutt

13、his stack length is StackLength(L)endl; break; /Lstack.h#include#includeusing namespace std;const int OK=1;const int ERROR=0;typedef int SElemType;typedef int Status;typedef struct LqStack SElemType data; struct LqStack *next;LqStack,*Lq_Stack;Status InintStack (Lq_Stack &L);/创建栈Status push (Lq_Stac

14、k &L,SElemType e);/入栈Status pop (Lq_Stack &L,SElemType &e);/出栈Status GetTop(Lq_Stack L, SElemType &e);/得到栈顶数据Status StackEmpty(Lq_Stack L);/判断栈是否为空int StackLength(Lq_Stack L);/计算栈的长度Status DestroyStack(Lq_Stack &L);/销毁栈void Menu(Lq_Stack &L,SElemType e);/输出菜单选择执行的功能运行结果：（2） 应用栈的基本操作，实现数制转换（任意进制）；代码部

15、分：/Main.cpp#includeSStack.hint main() int number; coutnumber; conversion(number); return 0;SStack.cpp#includeSStack.hStatus InitStack(SStack &S) /创建栈 S.dase=(ElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(ElemType); if (!S.dase) exit(ERROR); S.top=S.dase; S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK;Status pu

16、sh(SStack &S,ElemType e) /入栈 if(S.top-S.dase = S.stacksize)/栈满追加空间 S.dase=(ElemType *)realloc(S.dase, (STACK_INIT_SIZE+STACKINCREMENT) * sizeof(ElemType); if(!S.dase) exit(ERROR); S.top=S.dase+STACK_INIT_SIZE; S.stacksize+=STACKINCREMENT; *S.top+=e; return OK;Status pop(SStack &S,ElemType &e) /出栈 if

17、(S.top= S.dase) return ERROR; e=*-S.top; return OK;Status StackEmpty(SStack &S) /判断栈是否为空 if(S.dase=S.top) return ERROR; return OK;void conversion(int number) /转换为e进制并输出 SStack S; int N,e; if(InitStack(S) cout栈创建成功endl; coutN; while(N) push(S,N%number); N=N/number; while(StackEmpty(S) pop(S,e); coute

18、; coutendl;/SStack.h#ifndef SSTACK_H#define SSTACK_H#include#includeusing namespace std;const int STACK_INIT_SIZE=100;const int STACKINCREMENT=10;const int OK=1;const int ERROR=0;typedef int Status;typedef int ElemType;typedef struct ElemType *dase; ElemType *top; int stacksize;SStack;Status InitSta

19、ck(SStack &S);/创建栈Status push(SStack &S,ElemType e);/入栈Status push(SStack &S,ElemType &e);/出栈Status StackEmpty(SStack &S);/判断栈是否为空void conversion(int number);/转换为number进制并输出#endif运行结果：（3） 编程实现队列在两种存储结构中的基本操作（队列的初始化、判队列空、入队列、出队列）。代码部分：A:链式储存：/Main.cpp:#includeQNode.hint main() LinkQueue Q; InitQueue(

20、Q); Menu(Q);DestroyQueue(Q); return 0;/QNode.cpp:#includeQNode.hStatus InitQueue(LinkQueue &Q) /构造空队列 Q.front=Q.rear=(QueuePrt)malloc(sizeof(QNode); if(!Q.front) exit (ERROR); Q.front-next=NULL; return OK; Status DestroyQueue(LinkQueue &Q) /销毁队列Q while(Q.front) Q.rear=Q.front-next; free(Q.front); Q.

21、front=Q.rear; return OK;Status EnQueue (LinkQueue &Q,QElemType e) /插入元素a为Q的新的队尾元素 QNode *p; p=(QueuePrt)malloc(sizeof(QNode); if(!p) exit(ERROR); p-data=e;p-next=NULL; Q.rear-next=p; Q.rear=p; return OK;Status DeQueue (LinkQueue &Q,QElemType &e) /删除Q的队头元素，用e返回其值 QNode *p; if(Q.front=Q.rear) return E

22、RROR; p = Q.front-next; e=p-data; Q.front-next=p-next; if (Q.rear=p) Q.rear=Q.front; free(p); return OK;Status QueueEmpty(LinkQueue Q) /判断对是否为空 if(Q.front=Q.rear)return ERROR; return OK;void Menu(LinkQueue &Q) /输出选择界面 int select=1; QElemType e; while(select) cout-endl; cout请选择以下功能：endl; cout-1,入队end

23、l; cout-2,出队endl; cout-3,判断队空endl; cout-0,退出程序endl; coutselect; switch (select) case 0:break; case 1: cout输入入队数据e; if(EnQueue(Q,e) cout入队成功endl; break; case 2: if(DeQueue(Q,e) coute出队endl; break; case 3: if(QueueEmpty(Q) cout此队不为空endl; else cout此队为空endl; break; /QNode.h#ifndef QNODE_H#define QNODE_H#include#includeusing namespace std;const int OK=1;const int ERROR=0;typedef int QElemType;typedef int Status;typedef struct QNode QElemType data; struct QNode * next;QNode,*QueuePrt;typedef struct QueuePrt front; QueuePrt rear;LinkQueue;Status InitQueue(LinkQueue &Q);/构造空队列Status DestroyQueue(Lin