栈的操作实验报告.docx

1、栈的操作实验报告实验三 栈和队列3.1实验目的：（1）熟悉栈的特点先进后出及栈的基本操作，如入栈、出栈等，掌握栈的基本操作在栈的顺序存储结构和链式存储结构上的实现；（2）熟悉队列的特点先进先出及队列的基本操作，如入队、出队等，掌握队列的基本操作在队列的顺序存储结构和链式存储结构上的实现。3.2实验要求：（1）复习课本中有关栈和队列的知识；（2）用C语言完成算法和程序设计并上机调试通过；（3）撰写实验报告，给出算法思路或流程图和具体实现源程序、算法分析结果包括时间复杂度、空间复杂度以及算法优化设想、输入数据及程序运行结果必要时给出多种可能的输入数据和运行结果。3.3基础实验实验1 栈的顺序表示和

2、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置空顺序栈分析: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

3、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参考程序:#include#include#define MAXNUM 20#define ElemType int/*定义顺序栈的存储结构*/typedef struct ElemType stackMAXNUM; int top;SqStack;/*初始化顺序栈*/void InitStack(SqStack *p) if(!p) printf(Eorror); p-top=-1;/*入栈*/void Push(SqStack *p,ElemType x) if(p-toptop=p-top+1; p-stackp-top

4、=x; else printf(Overflow!n);/*出栈*/ElemType Pop(SqStack *p) ElemType x; if(p-top!=0) x=p-stackp-top; printf(以前的栈顶数据元素%d已经被删除！n,p-stackp-top); p-top=p-top-1; return(x); else printf(Underflow!n); return(0); /*获取栈顶元素*/ElemType GetTop(SqStack *p) ElemType x; if(p-top!=0) x=p-stackp-top; return(x); else p

5、rintf(Underflow!n); return(0); /*遍历顺序栈*/void OutStack(SqStack *p) int i; printf(n); if(p-toptop;i=0;i-) printf(第%d个数据元素是：%6dn,i,p-stacki);/*置空顺序栈*/void setEmpty(SqStack *p)p-top= -1;/*主函数*/main() SqStack *q; int y,cord;ElemType a; do printf(n); printf(第一次使用必须初始化！n); printf(n); printf(n 主菜单 n); print

6、f(n 1 初始化顺序栈 n); printf(n 2 插入一个元素 n); printf(n 3 删除栈顶元素 n); printf(n 4 取栈顶元素 n); printf(n 5 置空顺序栈 n); printf(n 6 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) case 1: q=(SqStack*)malloc(sizeof(SqStack); InitStack(q); OutStack(q); break; case 2: p

7、rintf(请输入要插入的数据元素：a=); scanf(%d,&a); Push(q,a); OutStack(q); break; case 3: Pop(q); OutStack(q); break; case 4: y=GetTop(q); printf(n栈顶元素为：%dn,y); OutStack(q); break; case 5: setEmpty(q); printf(n顺序栈被置空！n); OutStack(q); break; case 6: exit(0); while (cordtop=NULL; printf(n已经初始化链栈！n);/*链栈置空*/void set

8、Empty(LinkStack * s) s-top=NULL; printf(n链栈被置空！n);/*入栈*/void pushLstack(LinkStack * s, Elemtype x) 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*/Elemtype popLstack(LinkStack * s) Elemtype x; StackNode * p; p=s-to

9、p; /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next free(p); /释放 return x;/*取栈顶元素*/Elemtype StackTop(LinkStack *s) if (s-top =0) printf(n链栈空n); exit(-1); return s-top-data;/*遍历链栈*/void Disp(LinkStack * s) printf(n链栈中的数据为：n); printf(=n); StackNode * p; p=s-top

10、; while (p!=NULL) printf(%dn,p-data); p=p-next; printf(=n);void main() printf(= 链栈操作=nn); int i,m,n,a; LinkStack * s; s=(LinkStack *)malloc(sizeof(LinkStack); int cord; do printf(n); printf(第一次使用必须初始化！n); printf(n); printf(n 主菜单 n); printf(n 1 初始化链栈 n); printf(n 2 入栈 n); printf(n 3 出栈 n); printf(n 4

11、 取栈顶元素 n); printf(n 5 置空链栈 n); printf(n 6 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) case 1: InitStack(s); Disp(s); break; case 2: 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);

12、 Disp(s); break; case 3: 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; case 4: printf(nn链栈的栈顶元素为：%dn,StackTop(s); printf(n); break; case 5: setEmpty(s); Disp(s); break; case 6: exit(0); while (cord=6);实验3 队列的顺序表示和实现实验内容

13、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遍历队列分析: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，应设法防止。3 假上溢现象

14、。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。参考程序:#include #include #define MAXNUM 100#define Elemtype int#define TRUE 1#define FALSE 0typedef struct Elemtype queueMAXNUM; int front; int

15、 rear;sqqueue; /*队列初始化*/int initQueue(sqqueue *q) if(!q) return FALSE; q-front=-1; q-rear=-1; return TRUE; /*入队*/int append(sqqueue *q, Elemtype x) if(q-rear=MAXNUM-1) return FALSE; q-rear+; q-queueq-rear=x; return TRUE;/*出队*/Elemtype Delete(sqqueue *q) Elemtype x; if (q-front=q-rear) return 0; x=q-

16、queue+q-front; return x;/*判断队列是否为空*/int Empty(sqqueue *q) if (q-front=q-rear) return TRUE; return FALSE; /*取队头元素*/int gethead(sqqueue *q) if (q-front=q-rear) return 0; return(q-queueq-front+1); /*遍历队列*/void display(sqqueue *q) int s; s=q-front; if (q-front=q-rear) printf(队列空!n); else printf(n顺序队列依次为

17、：); while(srear) s=s+1; printf(%dqueues); printf(n); printf(顺序队列的队尾元素所在位置:rear=%dn,q-rear); printf(顺序队列的队头元素所在位置:front=%dn,q-front); /*建立顺序队列*/void Setsqqueue(sqqueue *q) int n,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;in;i+) scanf(%d,&m); append(q,m); main() sq

18、queue *head; int x,y,z,select; head=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue); doprintf(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) ca

19、se 1: initQueue(head); printf(已经初始化顺序队列！n); break; case 2: Setsqqueue(head); printf(n已经建立队列！n); display(head); break; case 3: printf(请输入队的值:n ); scanf(%d,&x); append(head,x); display(head); break; case 4: z=Delete(head); printf(n队头元素%d已经出队！n,z); display(head); break; case 5: if(Empty(head) printf(队列

20、空n); else printf(队列非空n); break; case 6: y=gethead(head); printf(队头元素为:%dn,y); break; case 7: display(head); break; while(select=7); 实验4 队列的链式表示和实现实验内容与要求:编写一个程序实现链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初始化并建立链队列2入链队列3出链队列4遍历链队列分析:队列的链式存储结构简称为链队列。它是限制仅在表头删除和表尾插入的单链表。注意：1和链栈类似，无须考虑判队满的运算及上溢。2在出队算法中，一般只需修改队头指

21、针。但当原队中只有一个结点时，该结点既是队头也是队尾，故删去此结点时亦需修改尾指针，且删去此结点后队列变空。3和单链表类似，为了简化边界条件的处理，在队头结点前可附加一个头结点。参考程序:#include#include#define ElemType inttypedef struct Qnode ElemType data; struct Qnode *next;Qnodetype;typedef struct Qnodetype *front; Qnodetype *rear;Lqueue;/*入链队列*/void Lappend(Lqueue *q,int x) Qnodetype *

22、s; s=(Qnodetype*)malloc(sizeof(Qnodetype); s-data=x; s-next=NULL; q-rear-next=s; q-rear=s;/*初始化并建立链队列*/void creat(Lqueue *q) Qnodetype *h; int i,n,x; printf(输入将建立链队列元素的个数：n= ); scanf(%d,&n); h=(Qnodetype*)malloc(sizeof(Qnodetype); h-next=NULL; q-front=h; q-rear=h; for(i=1;ifront=q-rear) printf(队列为空!n); x=0; else p=q-front-next; q-front-next=p-next; if(p-next=NULL) q-rear=q-front; x=p-data; free(p); return(x);/*遍历链队列*/void display(Lqueue *q) Qnodetype *p; p=q-front-next; /*指向第一个数据元素节点 */ printf(n链队列元素依次为：); while(p!=NULL) printf(%d-,p-data); p=p-next; printf(nn遍历链队列结束！ n);