魔王语言解释

数据结构课程设计报告题目：魔王语言解释院系：信息学院班级：信管11-2姓名：王裕辰学号：1101051024指导教师：张晓庆实习报告：魔王语言解释题目：魔王语言的解释班级：信管11-2 姓名：王裕辰学号：1101051024 完成日期：2012-5-30一、需求分析1、问题重述有一个魔王总是使用自己的一种非常精练而抽象的语言讲话，没有人能听得懂，但他的语言是可以逐步解释成人能听懂的语言，因为他的语言是由以下两种形式的规则由人的语言逐步抽象上去的：（1）α→β1β2…βm（2）(θδ1δ2…δn)→θδnθδn-1…θδ1θ在这两种形式中，从左到右均表示解释。

试写一个魔王语言的解释系统，用下述两条具体规则和上述规则形式（2）实现，把他的话解释成人能听得懂的话。

（1）B→tAdA（2）A→sae设大写字母表示魔王语言的词汇；小写字母表示人的语言词汇；希腊字母表示可以用大写字母或小写字母代换的变量。

魔王语言可含人的词汇。

2、问题分析从左至右依次读入待翻译的字符串，根据读入字符的不同做出不同的操作。

如果读到的是大写字母，则以上述规则转换输出；如果读到的是小写字母则直接输出；如果读到的是开括号，则依次入栈，直到读到比括号后，依次将栈中元素入队列。

然后根据规则（2）将队列中的字符转换。

最后将翻译后的字符串输出。

3、测试数据B（ehnxgz）B解释成:tsaedsaeezegexenehetsaedsae若将小写字母与汉字建立下表所示的对应关系，则魔王说的话是：“天上一只鹅地上一只鹅鹅追鹅赶鹅下鹅蛋鹅恨鹅天上一只鹅地上一只鹅”。

二、概要设计为了实现上述过程应分别构造栈和队列为存储结构。

1、设定栈的抽象数据类型定义：ADT Stack｛数据对象：D＝｛ai|ai∈ElemSet,i＝1,2,…,n,n>=0｝数据关系：R1＝{<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i＝2,…,n}基本操作：Initstack (＆S)操作结果:构造一个空栈S。

StackEmpty(S)初始条件：栈S已存在。

操作结果：若S为空栈，则返回true，否则false。

ClearStack（&S）初始条件：栈S已存在操作结果：将S清为空栈Push (＆S,e)初始条件:栈S已存在。

操作结果:在栈S的栈顶插入新的栈顶元素e。

Pop(＆S,＆e)初始条件:栈s已存在。

操作结果:删除S的栈顶元素,并以e返回其值。

}ADT Stack2、设定队列的抽象数据类型定义：ADT Queue{数据对象：D＝｛ai|ai∈Elemset,i＝1,2,…,n,n>=0｝数据关系：R1＝{<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i＝2,…,n}基本操作：Initqueue(&Q)操作结果: 构造一个空队列Q。

Enqueue(&Q, e)初始条件: 队列Q已存在。

操作结果: 插入元素e为Q的新的队尾元素。

Dequeue(&Q,&e)初始条件: Q为非空队列。

操作结果: 删除Q的队头元素,并用e返回其值。

}ADT Queue3、本程序包含以下模块(1)主程序模块void main(){初始化栈;初始化队列;接收魔王语言输入到数组demon[];遍历数组将括号中元素进栈;检查魔王语言是否符合翻译语法；while(栈不为空){大写字母存放在临时栈temp中;遇到括号时临时栈temp添加标示“#”，小写字母全部入队列;}(2)魔王语言进栈模块构建栈的存储结构，调用CharInStack（demon[ ],&S）将魔王的语言自右至左进栈，总是处理栈顶元素。

(3)入队列模块构建队列存储结构，用于处理括号内的字符的翻译。

(4)翻译处理模块按照翻译后的字母与汉字的一一对应的原则将翻译后的字符串转换成汉语并输出。

各模块之间的调用关系如下：主程序模块魔王语言进栈模块入队列模块翻译输出模块主函数模块{魔王语言进栈模块;检验模块{入队列模块;}翻译大小写翻译中文处理模块}三、详细设计1、栈类型的定义typedefstruct Stack//栈结构的定义{char* base; //栈底指针char* top; //栈顶指针int size; //栈中元素个数}Stack;//栈类型栈的基本操作如下：void InitStack(Stack &S)//初始化，构造一个空栈Svoid Push(Stack &S,char e)//若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e void Pop(Stack &S,char&e)//若栈不空，则删除S的栈顶元素并以e返回其值boolStackEmpty(Stack s)//若栈为空，则返回true，否则，返回falsevoid ClearStack(Stack &s)//将栈清为空栈void InitStack(Stack &S) //初始化，构造一个空栈S{S.base=(char*)malloc(STACK_INITSIZE*sizeof(char));S.top=S.base;S.size=STACK_INITSIZE;}void Push(Stack &S,char e)//若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e{if(S.top-S.base>=STACK_INITSIZE){S.base=(char*)realloc(S.base,(S.size+STACK_INCREASE)*sizeof(char)); S.top=S.base+S.size;S.size+=STACK_INCREASE;}*(S.top)=e;S.top++;}void Pop(Stack &S,char&e)// 若栈不空，则删除S的栈顶元素并以e返回其值{--S.top;e=*S.top;}boolStackEmpty(Stack s)// 若栈为空，则返回true，否则，返回false{if(s.top==s.base){return true;}else{return false;}}void ClearStack(Stack &s)// 将栈清为空栈{s.top=s.base;}2、队列类型的定义typedefstructQNode//链式队列的定义{char data;QNode* next;}QNode;typedefstructLinkQueue//队列结点的定义{QNode* front; //对头元素QNode* rear; //队尾元素}LinkQueue;//LinkQueue队列的基本操作如下：void InitQueue(LinkQueue&Q)//初始化，构造一个空队列Qvoid EnQueue(LinkQueue&Q,char e)//插入元素e为Q的新的队尾元素voidDeQueue(LinkQueue&Q,char&e)//若队列不为空，则删除Q的对头元素，用e返回其值boolQueueEmpty(LinkQueue Q)//若队列为空队列，则返回true，否则返回false void InitQueue(LinkQueue&Q)//初始化，构造一个空队列Q{Q.front=Q.rear=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));Q.front->next=NULL;}void EnQueue(LinkQueue&Q,char e)//插入元素e为Q的新的队尾元素{QNode* temp;temp=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));temp->data=e;temp->next=NULL;Q.rear->next=temp;Q.rear=temp;}voidDeQueue(LinkQueue&Q,char&e)//若队列不为空，则删除Q的对头元素，用e返回其值{QNode* temp;temp=Q.front->next;e=temp->data;Q.front->next=temp->next;if(Q.rear==temp)//若出队列后为空{Q.rear=Q.front;}free(temp);}boolQueueEmpty(LinkQueue Q)//若队列为空队列，则返回true，否则返回false {if(Q.front==Q.rear){return true;}else{return false;}}3、主函数和其他函数的伪码算法void main（）{//主程序gets(demon);//读入一句魔王语言，放入字符串demon中CharInStack(demon,S);// 将字符串demon中的字符压栈void RStack(Stack &S,Stack&temp); //栈S中的元素出栈，对每个元素进行判断，若出现左括号则将括号内的字符全部放入队列Q中，其它放入栈temp中void CL（Stack &temp，char flag，char key）; //处理栈temp中存放的括号中的字符void Translateenglish(Stack S,Queue&Q); // 将栈S中处理后的字符串输出，并将其放入队列Q中void Interpret（Queue Q）;// 将队列中所存放的字符串逐个字符的出队列，并将其转换成相应汉字输出}//mainvoid CharInStack(char* ch,Stack&S)//把魔王的语言从右至左压入栈中{inti,k=0;while('\0'!=ch[k]){k++;}for(i=k-1;i>=0;i--){Push(S,ch[i]);}}voidRStack(Stack&S,Stack&temp){ //栈S中的元素出栈，对每个元素进行判断，若出现左括号则将括号内的字符全部放入队列Q中，其它放入栈temp中while(!StackEmpty(S)){Pop(S,e1); //栈S中元素出栈if(e1=='(')//出现左括号，则用队列存储括号中的元素{Push(temp,flag);//用flag标记括号在栈S中出现的位置Pop(S,e1);while(e1!=')')//括号内全部入队列Q{EnQueue(Q,e1);Pop(S,e1);}if(!QueueEmpty(Q))DeQueue(Q,key);//将队列中的第一个元素赋值给key }else if (e1==’A’) //若出现字符A则将其转换成字符串“sae”放入栈temp中{Push(temp,’s’);Push(temp,’a’);Push(temp,’e’);}else if (e1==’B’) //若出现字符B将其转换成字符串“tsaedsae”放入栈temp中{Push(temp,’t’);Push(temp,’s’);Push(temp,’a’);Push(temp,’e’);Push(temp,’d’);Push(temp,’s’);Push(temp,’a’);Push(temp,’e’);}else//非括号中的元素放入栈temp中{Push(temp,e1); }}//此时S栈为空}void CL（Stack &temp，char flag，char key）{//处理栈temp中存放的括号中的字符while(!StackEmpty(temp)){Pop(temp,e1);if(e1!=flag)//括号外的元素入栈S{Push(S,e1);}else //括号内的元素即将队列Q中存放的字符放入栈S中{while(!QueueEmpty(Q)){DeQueue(Q,e2);Push(S,key);Push(S,e2);}}}}voidTranslateenglish(Stack S,Queue&Q){// 将栈S中处理后的字符串输出，并将其放入队列Q中while(!StackEmpty(S))//依次出栈输出处理后的元素{Pop(S,e);EnQueue(Q,e);//元素进队是为了输出对应汉字printf("%c",e);}}void Interpret（Queue Q）{// 将队列中所存放的字符串逐个字符的出队列，并将其转换成相应汉字输出DeQueue(Q,e);switch(e){case 't': printf("天");break;case 'd' : printf("地"); break;case 's' : printf("上"); break;case 'a' : printf("一只"); break;case 'e' : printf("鹅"); break;case 'z' : printf("追"); break;case 'g' : printf("赶"); break;case 'x' : printf("下"); break;case 'n' : printf("蛋"); break;case 'h' : printf("恨"); break;}}四、测试及分析进入程序后显示提示信息：“请输入你想要解释的魔王语嫣：”即输入相应的字符串测试结果当输入B（ehnxgz）B时，屏幕上显示“解释后的语言为：tsaedsaeezegexenehetsaedsae”“翻译成中文为：天上一只鹅地上一只鹅鹅追鹅鹅赶鹅下鹅蛋鹅恨鹅天上一只鹅地上一只鹅”程序运行如下图所示：。