实验二 堆栈和队列基本操作的编程实现

实验二堆栈和队列基本操作的编程实现

【实验目的】

堆栈和队列基本操作的编程实现

要求：

堆栈和队列基本操作的编程实现（2学时，验证型），掌握堆栈和队列的建立、进栈、出栈、进队、出队等基本操作的编程实现，存储结构可以在顺序结构或链接结构中任选，也可以全部实现。也鼓励学生利用基本操作进行一些应用的程序设计。

【实验性质】

验证性实验（学时数：2H）

【实验内容】

内容：

把堆栈和队列的顺序存储（环队）和链表存储的数据进队、出队等运算其中一部分进行程序实现。可以实验一的结果自己实现数据输入、数据显示的函数。

利用基本功能实现各类应用，如括号匹配、回文判断、事物排队模拟、数据逆序生成、多进制转换等。

【思考问题】

1.栈的顺序存储和链表存储的差异？

2.还会有数据移动吗？为什么？

3.栈的主要特点是什么？队列呢？

4.栈的主要功能是什么？队列呢？

5.为什么会有环状队列？

【参考代码】

（一）利用顺序栈实现十进制整数转换转换成r进制

1、算法思想

将十进制数N转换为r进制的数，其转换方法利用辗转相除法，以N=3456，r=8为例转换方法如下：

N N / 8 （整除）N % 8（求余）

3456 432 0 低

432 54 0

54 6 6

6 0 6 高

所以：（3456）10 =（6600）8

我们看到所转换的8进制数按底位到高位的顺序产生的，而通常的输出是从高位到低位的，恰好与计算过程相反，因此转换过程中每得到一位8进制数则进栈保存，转换完毕后依次出栈则正好是转换结果。

算法思想如下：当N>0时重复1，2

①若N≠0，则将N % r 压入栈s中，执行2;若N=0，将栈s的内容依次出栈，算法结束。

②用N / r 代替N

2、转换子程序

#include

#define L_size 100 //根据需要自己定义L_size为顺序栈的最大存储容量

void conversion(int N,int r)

{ //将十进制数N转换为r进制的数

int s[L_size],top;

//定义一个顺序栈，top为栈顶指针，注意此处没有使用结构体类型int x;

top=-1; //初始化栈

while (N!=0) //此循环为入栈操作

{

s[++top]= ; //余数入栈

; //商作为被除数继续

}

while (top!=-1) //此循环为出栈操作

{

x=s[top--];

if(x==10)printf("A");

else if(x==11)printf("B");

else if(x==12)printf("C");

else if(x==13)printf("D");

else if(x==14)printf("E");

else if(x==15)printf("F");

else printf("%d",x);

}

printf("\n");

}

3、编写主函数验证上述转换子函数是否正确。

void main() //自己设计主函数完成

{

int number,r; //number为待准备转换的十进制数，r为进制

printf("请输入一个十进制整数：");

scanf("%d",&number);

printf("选择将该数转换为几进制数(2，8，16)：");

scanf("%d",&r);

printf("转换后的结果为：");

conversion(number,r);

}

（二）用顺序栈实现算术后缀表达式求值

1、算法思想。

后缀表达式求值步骤：

a、循环读出后缀表达式中的每一个字符；

b、若是数字，将对应的字符串转换成整数，入栈；

c、若是运算符，从栈中弹出2个数，将运算结果再压入栈；

d、若表达式输入完毕，栈顶即表达式值；

2、后缀表达式求值子程序

#include

#include

#define L_size 50

void postexp()

{

int st[L_size],top=-1; //定义一个顺序栈，top为栈顶指针

int d=0; //定义用来字符串转换整数的变量d

char ch;

printf("请输入规范的后缀表达式(操作数、运算符之间使用空格间隔开，eg:3 2 5 * +):\n"); //输入范例

while((ch=getchar())!='\n') //开始输入字符并赋给ch

{

if(ch==' ') //如果输入的是空格，不做处理

else

switch(ch) //判断输入是否运算符，如果时就进行相应的操作

{

case '+':

;

;

break;

case '-':

st[top-1]=st[top-1]-st[top];

top--;

break;

case '*':

st[top-1]=st[top-1]*st[top];

top--;

break;

case '/':

if(st[top]!=0)//分母不为零计算才有效

{

st[top-1]=st[top-1]/st[top];

top--;

}

else

{

printf("除数为0!\n"); //分母为零计算无效，退出程序

exit(1);

}

break;

default:

while(ch>='0'&&ch<='9')

{

;

ch=getchar();