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数据结构教案-详细版-第3章栈和队列教案

数据结构教案-详细版-第3章栈和队列教案

xxxx学院教案首页xxxx学院教案附页第一学时(栈的定义、常用操作与顺序存储的实现)一、情景导入(1)引出栈的概念由线性表引出栈:栈是线性表的一种,只是在操作上,与线性表有所差别。

如果没有道具,借用课本,粉笔盒或学生自主进行展示。

(2)进入主题,讲解栈的特点与线性表进行类比,栈与基础线性表的差别,在于它的操作受限、取数的方式不如线性表自由。

可以结合图3-1中的图示,引导学生回想存取碗时的具体操作,帮助学生领悟栈的特点。

图3-1 一摞碗二、知识讲解(1)栈的特点结合图3-2中栈的结构图,对栈的操作原则——后进先出,进行讲解。

图3-2 栈的结构图(2)栈的常用操作栈的常用操作如下:•创建栈(初始化栈)•判断栈是否为空•进栈•出栈•获取栈顶元素•获取栈的长度•销毁栈在对栈的原则进行讲解之后,对栈中常用操作进行总结。

(3)栈的顺序存储实现栈是线性表的一种,顺序存储的栈是一种顺序表。

在知识点(2)提到的操作中,进栈和出栈是可以展示出栈特点的特色操作,可以结合图示,对这两种操作的实现进行详细说明;此外,简单叙述栈中其余功能的实现方法。

在讲解完顺序栈中的各种操作之后,结合书中例3-1给出的代码,带领学生掌握栈的实现方法。

第二学时(栈的链式存储实现)一、知识回顾(1)对上节课留的作业进行答疑。

(2)回顾总结上节课的内容,引出本节课主题。

上个学时讲解了栈的定义、栈的特点与栈的顺序实现,本学时来探讨栈的链式存储实现。

二、知识讲解(1)链栈的数据结构定义链栈是一种链表,与顺序栈相同,链栈在操作时也受到限制,遵循“后进先出”的原则。

结合链表的数据结构定义,引导学生完成链栈的数据结构定义。

(2)链栈的实现链栈的存储方式与链表相同,操作原则与顺序栈相同。

从这两点出发进行分析,引导学生找到链栈实现的思路,然后给学生留出一定时间,由学生自主分析巩固链栈操作的实现方法,之后结合学生自主实现链栈时遇到的问题,对链栈进行讲解。

(用栈实现四则运算)三、情境引入通过计算机的算术运算功能,引出本学时的主题:计算机的基本功能大多都是基于对数据的操作,给出一个运算式,计算机能迅速计算出结果,若运算时有误,如运算式“1+3*(2+5”,右边少了一个“)”,编绎器会立刻检查出错误并报告,那么计算机是如何做到的呢?藉由以上问题,引出逆波兰表达式。

栈与迷宫的课程设计

栈与迷宫的课程设计

栈与迷宫的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解栈的数据结构特点及其在实际问题中的应用;2. 使学生掌握使用栈解决迷宫问题的方法,包括迷宫的生成和路径寻找;3. 帮助学生建立栈与递归思想之间的联系,理解递归在解决迷宫问题中的作用。

技能目标:1. 培养学生运用栈解决实际问题的能力,特别是迷宫问题;2. 提高学生编写和调试解决迷宫问题的程序的能力;3. 引导学生通过小组合作,培养团队协作和问题解决技巧。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对计算机科学和编程的兴趣,增强其学习动力;2. 培养学生面对复杂问题时保持耐心、细心的态度,勇于尝试和不断优化的精神;3. 增强学生的自信心,使其相信自己能够通过所学知识解决实际问题。

课程性质分析:本课程为中学信息技术或计算机科学相关课程,适用于有一定编程基础的学生。

通过结合栈与迷宫问题,使学生将理论知识应用于实践,提高解决问题的能力。

学生特点分析:考虑到学生年级和已有知识水平,课程设计将注重理论与实践相结合,逐步引导学生从简单到复杂的问题解决过程。

教学要求:1. 课程应注重启发式教学,引导学生主动探索和发现;2. 教师应关注学生个体差异,提供个性化指导;3. 教学过程中要充分体现学生的主体地位,鼓励学生积极参与讨论和分享。

二、教学内容1. 栈的基本概念与操作:回顾栈的定义、特点,掌握栈的出栈、入栈、栈空、栈满等基本操作。

相关教材章节:第二章 数据结构 第二节 栈与队列2. 迷宫问题分析:介绍迷宫问题的背景,分析问题解决的步骤,包括迷宫的表示、路径寻找等。

相关教材章节:第四章 算法应用 第三节 迷宫问题3. 栈在迷宫问题中的应用:讲解如何利用栈存储路径信息,解决迷宫问题。

相关教材章节:第四章 算法应用 第四节 栈与迷宫4. 递归思想与迷宫问题:介绍递归思想在解决迷宫问题中的应用,使学生理解递归的本质。

相关教材章节:第五章 递归算法 第二节 递归迷宫问题5. 编程实践:结合所学知识,编写解决迷宫问题的程序,进行调试和优化。

数据结构栈课程设计

数据结构栈课程设计

数据结构栈课程设计栈是一种常见的数据结构,它遵循先进后出(LIFO)的原则。

在本课程设计中,我们将从基本概念开始,逐步深入了解栈的应用和实现。

我们来了解一下栈的基本概念。

栈由一系列元素组成,每个元素都有一个值,并且与其下一个元素有一个明确的关联。

栈有两个基本操作:入栈和出栈。

入栈操作将元素添加到栈的顶部,而出栈操作则将栈顶的元素移除。

栈还有一个很重要的特性是,只能访问和操作栈顶的元素,其他元素无法直接访问。

接下来,我们将探讨栈的应用。

栈在计算机科学领域有着广泛的应用。

其中一个典型的应用是函数调用。

当一个函数被调用时,它的局部变量和返回地址被保存在栈中。

当函数执行完毕后,这些信息会被弹出栈。

另一个常见的应用是表达式求值。

通过使用栈,我们可以将中缀表达式转换为后缀表达式,并利用栈来计算表达式的值。

在栈的实现方面,我们可以使用数组或链表来表示栈。

使用数组时,需要考虑栈的容量限制,而使用链表时则无此限制。

无论使用哪种实现方式,我们都需要实现入栈和出栈操作,并且要确保这些操作的时间复杂度是常数级别的。

除了基本的入栈和出栈操作外,我们还可以对栈进行其他操作,例如判断栈是否为空、获取栈顶元素等。

这些操作都可以通过对栈的结构进行合理的设计和实现来实现。

总结一下,栈是一种常见的数据结构,遵循先进后出的原则。

我们可以通过实现入栈和出栈操作来操作栈,并可以应用到函数调用和表达式求值等场景中。

栈的实现可以使用数组或链表,但无论使用哪种方式,我们都需要确保栈操作的时间复杂度是常数级别的。

通过学习栈的相关知识和应用,我们可以更好地理解和应用数据结构。

栈的实现原理与应用教案

栈的实现原理与应用教案

栈的实现原理与应用教案一、简介栈是一种常见的数据结构,它是一种基于后进先出(LIFO)原则的有序集合。

本教案将介绍栈的基本原理、核心操作以及在编程中的应用。

二、栈的定义与基本操作1.栈的定义:栈是一种线性数据结构,它可以存储一组元素。

栈的特点是只能在栈顶进行插入和删除操作。

栈中的最后一个添加的元素称为栈顶,而最早添加的元素称为栈底。

2.栈的基本操作:–push(element): 将元素添加到栈顶。

–pop(): 从栈顶移除一个元素,并返回该元素的值。

–peek(): 返回栈顶元素的值,但不移除它。

–isEmpty(): 判断栈是否为空,如果栈没有任何元素,则返回true,否则返回false。

–size(): 返回栈中元素的个数。

三、栈的实现方式栈可以使用不同的数据结构来实现,常见的实现方式包括数组和链表。

1.数组实现:使用数组来存储栈中的元素,利用数组的特点进行操作。

数组实现的栈具有较高的效率,但容量固定,难以动态扩展。

2.链表实现:使用链表来存储栈中的元素,通过指针(或引用)来连接元素。

链表实现的栈容量可以动态扩展,但操作稍慢,需要额外的空间存储指针。

四、栈的应用场景栈在计算机科学中有着广泛的应用,以下为几个常见的应用场景:1.表达式求值:栈可以用来实现算术表达式的求值。

通过将表达式转换为后缀表达式,并利用栈进行运算,可以简化求值过程。

2.函数调用:栈在函数调用过程中起着重要的作用。

每次函数调用,各个函数的参数、返回地址、局部变量等信息都会被依次压入栈中,函数返回后再依次弹出。

3.括号匹配:使用栈可以判断括号是否匹配。

当遇到左括号时,将其压入栈中;当遇到右括号时,弹出栈顶元素并判断是否与右括号匹配。

4.浏览器历史记录:浏览器的返回(back)和前进(forward)功能可以通过栈来实现。

每当用户访问一个网页,该网页的URL会被压入栈中,并根据用户的操作进行出栈或入栈。

五、教学活动1.教学目标:通过本节课的学习,学生应该能够理解栈的定义、基本操作及实现方式;了解栈在编程中的常见应用场景,并能够利用栈解决相应的问题。

3.3.2栈的应用教学设计

3.3.2栈的应用教学设计
(二)过程与方法
在学习“3.3.2栈的应用”过程中,学生将通过以下方法和过程来达成学习目标:
1.探究学习:通过小组讨论、自主探究,发现并理解栈的特性及其在解决实际问题中的应用。
-教师组织课堂活动,引导学生主动探索,培养其发现问题和解决问题的能力。
2.案例分析:分析栈在解决实际问题中的典型应用,提炼出算法设计的通用方法和步骤。
(二)讲授新知
在讲授新知环节,教师按照以下步骤进行:
1.理论讲解:详细讲解பைடு நூலகம்的基本概念、特性以及在实际问题中的应用场景,如括号匹配、路径问题等。
2.算法分析:通过分析表达式求值、括号匹配等案例,讲解栈在算法设计中的关键作用,引导学生理解算法的步骤和原理。
3.代码演示:以编程语言为例,现场演示栈的实现及在表达式求值中的应用,让学生了解栈的具体操作过程。
在总结归纳环节,教师引导学生进行以下总结:
1.栈的基本概念和特性:回顾栈的定义、特点以及在实际问题中的应用。
2.栈的算法设计:总结栈在解决实际问题中的关键步骤和方法。
3.编程实践:强调编程实践中的注意事项,如代码规范、调试技巧等。
4.团队协作:强调团队协作在解决问题中的重要性,鼓励学生在今后的学习中积极参与合作。
-此作业旨在激发学生的探究兴趣,培养其创新思维和解决实际问题的能力。
4.小组合作项目:以小组为单位,共同完成一个基于栈的应用项目。项目主题自选,可以是游戏、工具软件或任何能够体现栈特性的应用。
-通过小组合作,学生可以锻炼团队协作能力,同时在实际项目中进一步掌握栈的使用。
5.课后反思:请学生结合课堂学习和作业完成情况,撰写一份课后反思,内容包括自己在学习栈的过程中遇到的困难、解决问题的方法、对栈的理解和感受,以及对未来学习的规划。

栈教案

栈教案

课题:顺序栈教学目标:学习顺序栈的存储结构,掌握栈的操作特性、入栈和出栈两种操作以及栈的典型题目教学难点:栈的典型题目课的类型:新授课教学方法:讲授法、演示法教具:多媒体教学过程:一、导入1、简单复习前面所学过的一般线性表,今天要学的一种特殊线性表2、世上电梯有哪几种?分为:先进先出和先进后出两种电梯。

商场里那种扶手电梯就是属于先进先出的电梯,符合我们一贯的先来后到原则。

而高楼里的升降式电梯则与之相反,通常是先进去的人站里边,出来时反而落在后面。

先进后出不循先来后到之规矩,在生活中也不是个例。

譬如我们穿鞋袜,穿的时候是先穿袜后穿鞋,而脱的时候却是先脱鞋后脱袜;穿衣服也是如此。

而栈就是线性表中先进后出中特殊的一种。

二、新科讲授1.栈的逻辑结构栈:限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。

空栈:不含任何数据元素的栈。

允许插入和删除的一端称为栈顶,另一端称为栈底。

(在PPT中做一个动态的栈给大家演示哪个是栈顶哪个是栈底)2.栈的分类:顺序栈和链栈3.顺序栈(1)顺序栈的定义:栈的顺序存储结构称为顺序栈(2)存储结构的描述:#define Maxsize 100/*设顺序栈的最大长度为100,可依实现情况而修改*/typedef int datatype;typedef struct{datatype data[Maxsize];/*定义一个DataType类型的数组*/int top;/*栈顶指针*/}SeqStack;/*顺序栈类型定义*/顺序栈的基本操作InitStack(&S):初始化,构造一个空栈SClearStack(S):栈S已经存在,清除栈S中的所有元素将S置成空栈。

Push(S, x) :在S的顶部插入(亦称压入)元素x;若S栈未满,将x插入栈顶位置,若栈已满,则返回FALSE,表示操作失败,否则返回TRUE。

(入栈操作) Pop(S) :删除S的栈顶元素并返回其值(出栈操作)(主要讲入栈和出栈,在PPT中动画演示着边看边板书入栈和出栈的代码)顺序栈的实现——入栈void Push (SeqStack S, T x){if (top==MAXSIZE-1) printf( “溢出”);top++;s.data[top]=x;}顺序栈的实现——出栈datatype Pop (SeqStack S ){if (top==-1) printf (“栈空”);x=S.data[top--];return x;}取栈顶元素GetTop (S)5)判空操作StackEmpty (S)4.链栈(1)链栈的定义:栈的链式存储结构称为顺序栈(2)存储结构的描述:typedef struct StackNode{DataType datastruct StackNode *next};StackNode *top;(3)链栈的基本操作(1) 初始化栈void InitStack( StackNode *top){top=NULL;}(2) 判断空栈int StackEmpty(StackNode *top){return top==NULL;}(3)取栈顶DataType GetTop(StackNode *top){if(StackEmpty(p))Cout<<“栈空”;return top–>data;}链栈的实现——入栈void Push(StackNode *top,DataType x){s=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));s->data=x;s->next=top;top=s;}链栈的实现——出栈DataType Pop(StackNode *top){if(StackEmpty(top)Cout<<“栈空”;x=top->data;p=top;top=top->next;delete p;return x;}4.栈的典型题目有三个元素按a、b、c的次序依次进栈,且每个元素只允许进一次栈,则可能的出栈序列有多少种?第一种:出栈序列:c、b、a(abc都入栈后依次出栈)第二种:出栈序列:b、c、a(ab先入栈,随后b出栈、之后c入栈再出栈、最后a出栈)第三种:出栈序列:a、b、c(a入栈后出栈,b入栈后出栈、c入栈后出栈)思考下,上面问题还有没有其他的出栈方式?答:第四种:出栈序列:b、a、c(ab入栈后依次出栈、c最后入栈再出栈)第五种:出栈序列:a、c、b(a入栈再出栈、bc后入栈再出栈)三、小结1.回顾栈的特性2.栈的类型定义栈:限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。

栈的应用教学设计

栈的应用教学设计

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答:有五种可能性,如下所示: 1. c b a ; 2. b a c ; 3. b c a ; 4. a c b ; 5. a b c 。 思考:出栈顺序有可能出现 c a b 的情况吗? 方法:总结分析学生回答结果,给出正确结论: 是不可能出现 c a b 的情况。 因为它违背了栈的特点 “后 进先出”。
栈的应用 教学设计
课程名称 授课时间 所属学科 适用对象 数据结构 约 14 分钟 计算机 理工科各专业本科生 授课内容 授课题目 课程类型 使用教具 《数据结构》 第三章第二节 栈的应用 本科生专业必修课 投影仪、激光笔
教学背景
教学目的
栈在计算机、工程实践及生活中的应用十分广泛,如数制 转换,迷宫求解,背包问题、中缀表达式求值、后缀表达式求 值等。栈是一种特殊的线性表,限定仅在表尾进行插入或删除 操作。栈的特点是“后进先出”。栈是计算机相关知识和工程 实践的理论基础。 知识目标:理解栈的定义和特点;掌握用堆栈进行中缀表 达式求值的实现方法和算法思想;熟悉算符之间的优先关系。 能力目标:通过求解栈的出栈序列、通过堆栈实现中缀表 达式等实例分析,让学生学会运用栈的知识解决如中缀表达式 求值、后缀表达式求值等实际问题,提高学生的认识能力和实 践能力,培养创新精神。 情感目标:通过栈在计算机、工程实践及生活中的应用, 培养学生举一反三,学以致用的意识,让学生感受探索的乐趣 和成功的喜悦,充分体会教学知识在实际生活中的广泛应用。 重点: 栈的特点“后进先出”、应用栈解决实际问题。 难点: 运用栈进行中缀表达式求值。 问题引入……通过数制转换,迷宫求解,背包问题实例,引入 新课。 栈的定义…….栈是一种特殊的线性表,是限定在表的一端进行 插入和删除操作的线性表。 栈的特点………栈的特点是“后进先出”。 栈的出栈序列…通过实例,辅助 flash 动画求解栈的出栈序列。 栈的应用举例…通过实例,通过堆栈实现中缀表达式求值。 思考题………….用栈如何将中缀表达式转为后缀表达式? 小结…………….内容总结 教学方法: “问题链式”教学法、启发式教学法 教学手段: 多媒体、flash 动画、算法演示系统辅助教学 李春葆,《数据结构》,清华大学出版社,2013 年。

多栈共享的实现课程设计

多栈共享的实现课程设计

多栈共享的实现课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生理解栈的基本概念,掌握多栈共享存储空间的数据结构原理;2. 学生能够运用所学知识,分析多栈共享存储空间的实现方法及其特点;3. 学生了解多栈共享在计算机科学中的应用场景。

技能目标:1. 学生掌握多栈共享存储空间的初始化、压栈、出栈等基本操作;2. 学生能够通过编程实现多栈共享存储空间的数据结构;3. 学生能够运用所学技能解决实际问题,例如编写简单的多栈共享程序。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对计算机数据结构和算法的兴趣,激发学生主动学习的热情;2. 培养学生的团队合作精神,使学生学会在团队中分享和交流;3. 培养学生勇于面对困难、积极解决问题的态度。

分析课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够描述多栈共享存储空间的数据结构特点;2. 学生能够编写代码实现多栈共享存储空间的基本操作;3. 学生能够运用所学知识,分析和解决多栈共享相关问题;4. 学生通过课程学习,培养良好的学习习惯和团队合作精神。

二、教学内容本节课主要依据课程目标,结合教材第四章“栈与队列”的相关内容,组织以下教学大纲:1. 栈的基本概念回顾:引导学生复习栈的定义、基本操作及其特点;- 栈的顺序存储结构;- 栈的链式存储结构;- 栈的基本操作:初始化、压栈、出栈、栈空、栈满等。

2. 多栈共享存储空间的概念及实现:- 多栈共享存储空间的定义;- 多栈共享存储空间的数据结构设计;- 多栈共享存储空间的基本操作实现。

3. 编程实现多栈共享存储空间:- C语言或Python等编程语言实现多栈共享存储结构;- 编写示例代码,展示多栈共享存储空间的使用;- 分析多栈共享存储空间的优势和局限性。

4. 应用案例分析与讨论:- 介绍多栈共享在计算机科学中的应用实例;- 分析实际应用场景,讨论多栈共享存储空间的使用价值。

教学进度安排:1. 第1课时:栈的基本概念回顾;2. 第2课时:多栈共享存储空间的概念及实现;3. 第3课时:编程实现多栈共享存储空间;4. 第4课时:应用案例分析与讨论。

3.4.1栈 教学设计-高中信息技术粤教版(2019)选择性必修1

3.4.1栈 教学设计-高中信息技术粤教版(2019)选择性必修1
教学重难点
教学重点:
1.依据解决问题的需要,从现实情境中提炼出栈结构。
2.了解栈在计算机程序中的组织和实现方法。
教学难点:
1.能够总结出栈的特性,运用栈的特性解决实际操作问题。
知识讲解(1):栈的概念及特征
教学过程
利用思维导图对课程内容进行梳理,总结提炼栈结构在生活及计算机科学中的重要意义。引导学生热爱中国传统文化、正确认识我国高铁取得的瞩目成就,并以此为契机引导学生投身创新创造热潮,践行“强国有我”的时代号召。
教学设计
课程
秋季学期
课题

教科书
书 名:信息技术选择性必修1 数据与数据结构 教材
出版社:广东教育出版社
教学目标
1.依据解决问题的需要,从现实情境中提炼出栈结构。
2.能够总结出栈的特性,了解栈在计算机程序中的组织和实现方法。
3.通过具体任务的探究活动,体验用栈解决问题的基本流程,逐步形成运用栈结构解决问题的思维方式和学科方法。

对于使用堆栈的课程设计

对于使用堆栈的课程设计

对于使用堆栈的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解堆栈的基本概念,掌握堆栈的特点及分类;2. 学生能描述堆栈在计算机科学中的应用,了解其作用;3. 学生掌握堆栈的基本操作,包括入栈、出栈、查看栈顶元素等;4. 学生了解堆栈在解决实际问题中的优势,如递归、后缀表达式等。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,编写简单的堆栈程序;2. 学生能够分析实际问题时,运用堆栈思维解决问题;3. 学生能够通过调试堆栈程序,发现并解决常见问题;4. 学生能够运用堆栈知识,进行简单的算法优化。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习堆栈,培养对计算机科学的兴趣,提高学习积极性;2. 学生在解决问题时,培养逻辑思维能力和团队合作意识;3. 学生在学习过程中,树立正确的价值观,认识到堆栈在科技发展中的重要性;4. 学生通过堆栈知识的学习,增强自信心,勇于面对挑战。

本课程设计旨在帮助学生掌握堆栈知识,提高编程能力,培养逻辑思维和团队协作能力,同时激发学生对计算机科学的兴趣,使其在学习过程中形成正确的价值观。

课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。

针对学生的年级特点,课程注重理论与实践相结合,以实际案例为主线,引导学生主动探索,培养其解决问题的能力。

二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材章节,组织如下:1. 堆栈基本概念:介绍堆栈的定义、特点、分类及应用场景;- 教材章节:第二章第三节;- 内容列举:堆栈的定义、堆栈的抽象数据类型、堆栈的存储结构。

2. 堆栈操作:讲解堆栈的基本操作,如入栈、出栈、查看栈顶元素等;- 教材章节:第二章第四节;- 内容列举:堆栈操作算法、堆栈的顺序存储实现、堆栈的链式存储实现。

3. 堆栈应用实例:分析堆栈在实际问题中的应用,如递归、后缀表达式等;- 教材章节:第二章第五节;- 内容列举:递归算法、后缀表达式求值、栈在函数调用中的应用。

4. 堆栈程序设计与调试:通过案例教学,让学生编写、调试堆栈程序;- 教材章节:第二章第六节;- 内容列举:堆栈程序设计、调试技巧、常见问题分析。

数据结构课程中栈和队列实验教学方案设计

数据结构课程中栈和队列实验教学方案设计

数据结构课程中栈和队列实验教学方案设计嘿,同学们!今天咱们要来聊聊如何在数据结构课程中设计一个关于栈和队列的实验教学方案。

相信我,这会是一个非常有趣和实用的过程,让我们一起动手打造一个既好玩又有料的实验方案吧!一、教学目标咱们得明确教学目标。

在这个实验中,我们希望学生们能够:1.理解栈和队列的概念及特点。

2.掌握栈和队列的常见操作。

3.学会使用栈和队列解决实际问题。

二、教学内容1.栈的概念、特点及应用场景。

2.队列的概念、特点及应用场景。

3.栈和队列的常见操作,如初始化、入栈、出栈、入队、出队等。

4.栈和队列的存储结构及其实现。

三、实验设计1.实验名称:数据结构课程中栈和队列实验教学。

2.实验时间:2课时。

3.实验环境:计算机实验室。

4.实验内容:(1)导入:通过讲解栈和队列的概念、特点及应用场景,让学生对这两种数据结构有一个初步的认识。

(2)栈的实验:a.实现一个栈的初始化、入栈、出栈操作。

b.实现一个逆序输出字符串的算法,使用栈来实现。

c.实现一个判断括号是否匹配的算法,使用栈来实现。

(3)队列的实验:a.实现一个队列的初始化、入队、出队操作。

b.实现一个循环队列,并演示其工作原理。

c.实现一个计算表达式值(包括加减乘除)的算法,使用栈和队列实现。

5.实验步骤:(1)讲解实验内容和要求。

(2)分组讨论,每组选择一个实验内容进行深入研究。

(3)编写代码实现实验功能。

(4)调试代码,确保实验功能正确。

四、实验评价1.代码的正确性:是否实现了实验要求的功能。

2.代码的可读性:代码结构是否清晰,注释是否完整。

3.实验报告的完整性:报告是否包含了实验原理、实验步骤、实验结果分析等内容。

4.实验过程中的参与程度:学生是否积极参与讨论,主动寻求解决问题。

五、实验拓展1.实现一个栈和队列的综合应用案例,如模拟一个停车场管理系统。

2.学习使用其他编程语言实现栈和队列,如Python、Java等。

3.探索栈和队列在计算机科学领域的其他应用,如算法设计、操作系统等。

顺序栈的操作课程设计

顺序栈的操作课程设计

顺序栈的操作课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解顺序栈的基本概念,掌握其存储结构特点;2. 学生能掌握顺序栈的基本操作,包括入栈、出栈、查看栈顶元素等;3. 学生能了解顺序栈在实际应用场景中的使用方法。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,独立编写顺序栈的基本操作函数;2. 学生能通过顺序栈解决实际问题,如括号匹配、逆波兰表达式求值等;3. 学生能分析顺序栈操作的时间复杂度和空间复杂度。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习顺序栈,培养对数据结构的好奇心和求知欲;2. 学生在学习过程中,养成团队协作、共同解决问题的良好习惯;3. 学生能认识到顺序栈在实际应用中的重要性,增强对计算机科学的热爱。

分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 本课程为计算机科学与技术专业的高职二年级学生设计,旨在让学生掌握顺序栈的基本知识和操作方法;2. 学生已具备一定的编程基础和线性表知识,但可能对栈结构的应用场景了解不多;3. 教学要求注重理论与实践相结合,以培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 顺序栈的基本概念与存储结构- 栈的定义与特点- 顺序栈的存储结构设计2. 顺序栈的基本操作- 入栈操作- 出栈操作- 查看栈顶元素- 判栈空与判栈满3. 顺序栈的应用场景- 括号匹配问题- 逆波兰表达式求值- 简单计算器实现4. 顺序栈的时间复杂度与空间复杂度分析- 各个操作的时间复杂度分析- 顺序栈的空间复杂度分析5. 实践环节- 编写顺序栈的基本操作函数- 实现顺序栈应用场景的案例- 分析并优化顺序栈操作的性能教学内容安排与进度:第一课时:顺序栈的基本概念与存储结构第二课时:顺序栈的基本操作及实现第三课时:顺序栈应用场景及案例实现第四课时:顺序栈的时间复杂度与空间复杂度分析第五课时:实践环节,编写代码并优化教材章节关联:本教学内容与《数据结构》教材中第四章“栈与队列”相关,主要涉及顺序栈的原理、操作与应用实例。

栈的课程设计--栈的基本操作及其应用

栈的课程设计--栈的基本操作及其应用

数据结构课程设计题目栈的基本操作及其应用系 (部) 计算机科学与技术系班级 16计本(2)姓名学号指导教师2018 年 1 月8日至2018 年1 月12日共1 周数据结构课程设计任务书1.引言在计算机系统中,栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。

程序可以将数据压入栈中,也可以将数据从栈顶弹出。

在i386机器中,栈顶由称为esp的寄存器进行定位。

压栈的操作使得栈顶的地址减小,弹出的操作使得栈顶的地址增大。

首先系统或者数据结构栈中数据内容的读取与插入(压入push和弹出pop)是两回事!插入是增加数据,弹出是删除数据,这些操作只能从栈顶即最低地址作为约束的接口界面入手操作,但读取栈中的数据是随便的没有接口约束之说。

很多人都误解这个理念从而对栈产生困惑。

而系统栈在计算机体系结构中又起到一个跨部件交互的媒介区域的作用即cpu与内存的交流通道,cpu只从系统给我们自己编写的应用程序所规定的栈入口线性地读取执行指令,用一个形象的词来形容它就是pipeline(管道线、流水线)。

cpu内部交互具体参见EU与BIU的概念介绍。

栈作为一种数据结构,是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。

它按照后进先出的原则存储数据,先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据(最后一个数据被第一个读出来)。

栈具有记忆作用,对栈的插入与删除操作中,不需要改变栈底指针。

栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。

允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top),另一端为栈底(bottom);栈底固定,而栈顶浮动;栈中元素个数为零时称为空栈。

插入一般称为进栈(PUSH),删除则称为退栈(POP)。

栈也称为后进先出表。

栈可以用来在函数调用的时候存储断点,做递归时要用到栈!一、基本概念栈(stack)在计算机科学中是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线形表。

栈是一种数据结构,是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。

数据结构栈说课稿

数据结构栈说课稿

数据结构栈说课稿一、教学目标1. 理解栈的定义及其特点;2. 掌握栈的基本操作,如入栈、出栈等;3. 能够应用栈解决实际问题。

二、教学重难点1. 栈的定义及其特点;2. 栈的基本操作;3. 栈的应用。

三、教学内容1. 栈的定义及其特点(1)什么是栈?栈是一种线性数据结构,具有后进先出(LIFO)的特点。

它可以看作是一个只能在表尾进行插入和删除操作的线性表。

(2)栈的特点① 只能在表尾进行插入和删除操作;② 后进先出,即最后一个插入的元素最先被删除;③ 栈顶指针指向当前栈顶元素。

2. 栈的基本操作(1)初始化对于一个空栈,在使用之前需要进行初始化。

初始化时需要为栈分配一定大小的内存空间,并将栈顶指针指向-1,表示当前没有任何元素。

(2)入栈当有新元素要加入到栈中时,需要将该元素放置在当前栈顶位置,并将栈顶指针加一。

(3)出栈当需要删除一个元素时,需要先判断是否为空栈。

如果不为空,则将栈顶元素删除,并将栈顶指针减一。

(4)取栈顶元素取栈顶元素时,只需要返回当前栈顶指针所指向的元素即可。

(5)判断是否为空当栈中没有任何元素时,称之为空栈。

判断是否为空时,只需要判断当前栈顶指针是否为-1即可。

3. 栈的应用(1)表达式求值在计算机中,表达式求值是一项非常重要的任务。

其中,中缀表达式最为常见,但是其计算过程较为复杂。

而后缀表达式则可以直接利用栈进行求解,因此被广泛应用于计算机编程中。

(2)括号匹配在编写程序时,括号匹配是一个非常常见的问题。

利用栈可以很方便地解决这个问题。

当遇到左括号时,将其入栈;当遇到右括号时,则需要判断与当前栈顶元素是否匹配。

(3)迷宫问题迷宫问题是一个经典的搜索问题。

在搜索过程中,需要记录已经访问过的节点信息,并且需要按照一定规则进行回溯。

这个过程可以利用栈来实现。

四、教学方法1. 讲授法:通过讲解理论知识,向学生介绍栈的定义及其特点、基本操作和应用场景。

2. 演示法:通过演示栈的基本操作,让学生对栈有直观的了解。

关于栈的课程设计

关于栈的课程设计

关于栈的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解栈的基本概念、性质和应用,掌握栈的两种基本操作:入栈和出栈,能够使用栈解决一些实际问题,如逆序输出一个数列、判断一个数是否是回文数等。

在知识目标的基础上,培养学生逻辑思维能力、动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标则是培养学生对计算机科学和编程的兴趣,增强学生自信心,培养合作精神和创新精神。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括栈的定义和性质、栈的基本操作、栈的应用。

首先,介绍栈的基本概念,让学生理解栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构。

然后,讲解栈的两种基本操作:入栈和出栈,并通过示例让学生掌握这两种操作的实现。

接着,介绍栈的应用,如逆序输出一个数列、判断一个数是否是回文数等,让学生学会使用栈解决实际问题。

三、教学方法本节课采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。

首先,通过讲授法向学生介绍栈的基本概念、性质和应用。

然后,通过案例分析法,分析实际问题,引导学生学会使用栈解决问题。

最后,通过实验法,让学生动手实现栈的基本操作,巩固所学知识。

四、教学资源本节课的教学资源主要包括教材、多媒体资料和实验设备。

教材为学生提供了栈的基本概念、性质和应用的相关知识。

多媒体资料包括图片、动画和视频,用于辅助讲解栈的基本概念和性质,使抽象的知识更直观、易懂。

实验设备包括计算机和编程环境,让学生能够动手实现栈的基本操作,提高实际操作能力。

五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。

平时表现主要评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,占总评的30%。

作业包括课后练习和编程任务,占总评的40%。

考试为课堂上的实时编程测试,占总评的30%。

这种评估方式能够全面反映学生的学习成果,同时也能够激励学生在课堂上更加积极参与。

六、教学安排本节课的教学安排如下:第一节课讲解栈的基本概念和性质,时间为40分钟;第二节课讲解栈的基本操作,时间为40分钟;第三节课进行案例分析和实验操作,时间为60分钟。

栈的实现和应用原理教案

栈的实现和应用原理教案

栈的实现和应用原理教案介绍本教案旨在介绍栈的实现和应用原理。

栈是一种常见的数据结构,用于存储和管理数据。

在本教案中,我们将学习栈的基本概念、实现方式以及如何应用栈解决问题。

栈的概念栈是一种具有特殊性质的线性数据结构,按照“后进先出(Last-In-First-Out,LIFO)”的原则进行操作。

这意味着最后放入栈的元素将首先被访问和移除。

栈具有两个基本操作: 1. 入栈(push):将元素添加到栈的顶部。

2. 出栈(pop):从栈的顶部移除元素。

栈还具有一个重要的特性,即只能访问栈顶的元素,不能直接访问其他位置的元素。

栈的实现方式栈可以通过数组或链表实现。

数组实现使用数组实现栈时,可以使用一个指针(通常称为“top”)来指示栈顶的位置。

初始状态下,栈为空,top 的值为 -1。

每次入栈操作时,top 的值加 1,元素被放置到 top 所指向的位置。

出栈操作时,元素被从 top 所指向的位置移除,并将 top的值减 1。

数组实现栈的优点是简单、效率高,但缺点是容量固定,不易动态扩展。

链表实现使用链表实现栈时,可以将栈顶元素作为链表的头结点。

每次入栈操作时,创建一个新的结点,并将其插入到链表的头部。

出栈操作时,直接删除链表的头结点。

链表实现栈的优点是容量可以动态扩展,但缺点是每个结点需要额外的空间来存储指针,占用更多的内存。

栈的应用栈在计算机科学和软件工程中有广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:1.表达式求值:栈可以用于对中缀表达式进行转换和求值。

通过将中缀表达式转换为后缀表达式,并利用栈的特性进行求值,可以简化表达式求值的过程。

2.函数调用:在程序执行过程中,函数的调用和返回通常需要借助栈来实现。

当一个函数被调用时,将当前的状态(包括程序计数器、局部变量等)保存到栈中,执行完毕后再从栈中恢复状态。

3.括号匹配:栈也可以用于验证括号匹配。

通过遍历字符串,遇到左括号时将其入栈,遇到右括号时将栈顶元素出栈并进行匹配。

课程设计之利用栈求值

课程设计之利用栈求值

课程设计之利用栈求值一、教学目标本节课的学习目标为:知识目标:学生需要掌握栈的基本概念,了解栈的性质和用途,理解栈的操作原理。

技能目标:学生能够运用栈解决基本的计算问题,例如逆波兰表达式的求值。

情感态度价值观目标:通过解决实际问题,激发学生对计算机科学的兴趣,培养学生的逻辑思维能力和创新精神。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括:1.栈的定义和性质:介绍栈的基本概念,解释栈的先进后出(FILO)特性。

2.栈的操作:讲解栈的压入(push)和弹出(pop)操作,以及栈的遍历。

3.逆波兰表达式:介绍逆波兰表达式的概念,解释其与栈的关系。

4.利用栈求值:引导学生运用栈来求解逆波兰表达式,培养学生的实际操作能力。

三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解栈的基本概念、性质和操作。

2.案例分析法:通过分析具体的逆波兰表达式求值实例,引导学生掌握利用栈解决问题的一般方法。

3.实验法:安排课堂练习,让学生亲自动手操作,验证所学知识。

4.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得,互相解答疑问。

四、教学资源为了支持教学内容的传授和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:提供相关章节,为学生提供理论知识的学习依据。

2.多媒体资料:制作课件,以图文并茂的形式展示栈的概念和操作。

3.实验设备:提供计算机及相关设备,让学生进行课堂练习。

4.在线资源:推荐相关的学习和论坛,方便学生课后自主学习和交流。

五、教学评估本节课的评估方式包括:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习态度和理解程度。

2.作业:布置相关的练习题,评估学生对栈知识掌握的情况。

3.考试:安排一次课堂小测,测试学生对逆波兰表达式求值的掌握程度。

评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。

通过评估,教师可以了解学生的学习情况,及时进行教学调整。

六、教学安排本节课的教学安排如下:1.进度:按照教材的章节顺序,逐步讲解栈的知识点和逆波兰表达式的求值方法。

3.3.2栈的应用教学设计

3.3.2栈的应用教学设计
3.随堂测试:教师设计一些与本节课相关的编程题目,让学生在课堂上进行测试。通过测试结果,了解学生对栈的基本操作、应用场景等的理解和掌握程度。
4.课后作业:教师对学生的课后作业进行批改和评价,了解学生对栈的应用的掌握程度和应用能力。
5.教师评价与反馈:教师根据以上评价结果,对学生进行综合评价,指出学生的优点和不足,并提出改进建议。同时,教师应鼓励学生积极思考,提出问题,提高学生的学习兴趣和主动性。
教学资源准备
1.教材:确保每位学生都有本节课所需的教材,如《高中信息技术》课本及相关学习资料,以便学生能够跟随教学进度进行学习和复习。
2.辅助材料:准备与教学内容相关的图片、图表、案例等多媒体资源,以便在教学过程中进行直观展示和解释,帮助学生更好地理解和掌握栈的应用。
3.实验器材:本节课可能需要涉及一些编程实践,因此需要准备计算机、编程环境等实验器材,确保实验器材的完整性和安全性,以便学生能够进行实际操作和练习。
(二)存在主要问题
1.教学管理:课堂纪律管理不够严格,部分学生上课注意力不集中。
2.教学方法:教学方法过于单一,缺乏与学生的互动和反馈。
3.教学评价:评价方式过于注重结果,忽视了学生的学习过程和能力培养。
(三)改进措施
1.加强课堂纪律管理,严格要求学生遵守课堂纪律,提高课堂效果。
2.采用多样化的教学方法,如提问、讨论、小组合作等,增加与学生的互动和反馈,提高学生的参与度。
对于对课程学习有积极影响的学生,我们可以设计更具挑战性的教学活动,如编程竞赛、实际项目开发等,以提高他们的学习兴趣和能力。对于对课程学习有困难的学生,我们需要关注他们的学习过程,提供更多的辅导和帮助,鼓励他们积极参与课堂讨论和实践活动,提高他们的学习兴趣和能力。同时,我们还需要关注学生的学习态度和行为习惯,引导他们树立正确的学习观念,培养良好的学习习惯。

迷宫求解与栈课程设计

迷宫求解与栈课程设计

迷宫求解与栈课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解栈的基本概念,掌握栈的特点及其在算法中的应用。

2. 学生能掌握利用栈求解迷宫问题的方法,理解其原理和步骤。

3. 学生能描述并比较不同的迷宫求解算法,了解其优缺点。

技能目标:1. 学生能够运用栈结构设计并实现简单的迷宫求解程序。

2. 学生能够通过编写代码,锻炼问题分析、逻辑思维和编程能力。

3. 学生能够通过小组合作,提高团队协作和沟通能力。

情感态度价值观目标:1. 学生对计算机科学产生兴趣,培养探究精神和创新意识。

2. 学生在学习过程中,培养克服困难的勇气和自信,增强解决问题的决心。

3. 学生通过小组合作,学会尊重他人意见,培养合作精神,提高人际交往能力。

课程性质:本课程为信息技术与学科整合的实践课程,旨在通过迷宫求解问题,让学生掌握栈的应用,培养编程思维和团队协作能力。

学生特点:学生为初中年级,具有一定的计算机基础和编程兴趣,好奇心强,喜欢动手实践。

教学要求:课程要求以学生为主体,注重实践操作,关注学生个体差异,鼓励学生积极参与,充分调动学生的主观能动性。

在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材第四章“数据结构”相关内容,组织以下教学大纲:1. 栈的基本概念与原理- 栈的定义、特点和应用场景- 栈的顺序存储结构及其操作- 栈的链式存储结构及其操作2. 迷宫求解问题分析- 迷宫问题的定义和求解方法- 栈在迷宫求解中的应用原理3. 迷宫求解算法实现- 算法步骤及流程图设计- 代码编写与调试- 迷宫求解算法优化4. 算法比较与分析- 不同迷宫求解算法的优缺点对比- 效率分析及适用场景5. 实践操作与小组合作- 设计并实现迷宫求解程序- 小组讨论、协作与成果展示教学内容安排与进度:第1课时:栈的基本概念与原理第2课时:迷宫求解问题分析第3课时:迷宫求解算法实现(上)第4课时:迷宫求解算法实现(下)第5课时:算法比较与分析、实践操作与小组合作教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,培养学生编程思维和解决问题的能力。

c语言链式栈课程设计

c语言链式栈课程设计

c语言链式栈课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握链式栈的基本概念、结构特点及其在C语言中的实现方式。

2. 学生能够理解链式栈的各个操作函数(如初始化、入栈、出栈、查看栈顶元素等)的功能和实现原理。

3. 学生能够运用链式栈解决实际问题,如数制转换、括号匹配等。

技能目标:1. 学生能够独立编写链式栈相关的C语言代码,实现链式栈的初始化、入栈、出栈等基本操作。

2. 学生能够通过调试和修改代码,解决链式栈操作过程中出现的问题,提高代码的健壮性。

3. 学生能够运用链式栈进行简单的数据结构分析和问题求解。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习链式栈,培养对数据结构和算法的兴趣,增强编程自信心。

2. 学生在编程实践中,体会团队协作的重要性,培养合作精神和沟通能力。

3. 学生能够认识到编程对解决实际问题的价值,激发创新意识和探索精神。

课程性质:本课程为高年级C语言程序设计课程的一部分,重点在于数据结构在实际编程中的应用。

学生特点:学生已具备一定的C语言基础,具有一定的编程能力和问题解决能力。

教学要求:课程要求学生动手实践,注重培养学生的编程能力和实际应用能力,通过链式栈的学习,提高学生的数据结构理解和编程技能。

二、教学内容1. 链式栈的基本概念与原理- 链式栈的定义及与顺序栈的区别- 链式栈的结构体设计与基本操作原理2. 链式栈的初始化与销毁- 初始化链式栈的函数设计及实现- 销毁链式栈的函数设计及实现3. 链式栈的入栈与出栈操作- 入栈操作的函数设计及实现- 出栈操作的函数设计及实现4. 链式栈的查看栈顶元素与判断栈空- 查看栈顶元素的函数设计及实现- 判断链式栈是否为空的函数设计及实现5. 链式栈的应用实例- 数制转换- 括号匹配- 其他实际问题6. 链式栈的性能分析- 时间复杂度分析- 空间复杂度分析教学内容安排与进度:1. 第1课时:链式栈基本概念与原理介绍2. 第2课时:初始化与销毁链式栈的实现3. 第3课时:入栈与出栈操作实现4. 第4课时:查看栈顶元素与判断栈空实现5. 第5课时:链式栈应用实例讲解与实现6. 第6课时:链式栈性能分析与总结教材章节关联:本教学内容与教材中关于链式栈的章节紧密相关,涉及链表知识的应用和扩展,以及数据结构在实际编程中的运用。

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唐山学院数据结构课程设计题目栈的基本操作及其应用系 (部) 计算机科学与技术系班级 16计本(2)姓名周登旺学号 4164001232指导教师郭琳虹2018 年 1 月8日至2018 年1 月12日共1 周数据结构课程设计任务书课程设计成绩评定表1.引言在计算机系统中,栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。

程序可以将数据压入栈中,也可以将数据从栈顶弹出。

在i386机器中,栈顶由称为esp的寄存器进行定位。

压栈的操作使得栈顶的地址减小,弹出的操作使得栈顶的地址增大。

首先系统或者数据结构栈中数据内容的读取与插入(压入push和弹出pop)是两回事!插入是增加数据,弹出是删除数据,这些操作只能从栈顶即最低地址作为约束的接口界面入手操作,但读取栈中的数据是随便的没有接口约束之说。

很多人都误解这个理念从而对栈产生困惑。

而系统栈在计算机体系结构中又起到一个跨部件交互的媒介区域的作用即cpu与内存的交流通道,cpu只从系统给我们自己编写的应用程序所规定的栈入口线性地读取执行指令,用一个形象的词来形容它就是pipeline(管道线、流水线)。

cpu内部交互具体参见EU与BIU的概念介绍。

栈作为一种数据结构,是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。

它按照后进先出的原则存储数据,先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据(最后一个数据被第一个读出来)。

栈具有记忆作用,对栈的插入与删除操作中,不需要改变栈底指针。

栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。

允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top),另一端为栈底(bottom);栈底固定,而栈顶浮动;栈中元素个数为零时称为空栈。

插入一般称为进栈(PUSH),删除则称为退栈(POP)。

栈也称为后进先出表。

栈可以用来在函数调用的时候存储断点,做递归时要用到栈!一、基本概念栈(stack)在计算机科学中是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线形表。

栈是一种数据结构,是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。

它按照先进后出的原则存储数据,先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据(最后一个数据被第一个读出来)。

栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。

允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top),另一端为栈底(bottom);栈底固定,而栈顶浮动;栈中元素个数为零时称为空栈。

插入一般称为进栈(PUSH),删除则称为退栈(POP)。

栈也称为后进先出表(LIFO表),栈可以用来在函数调用的时候存储断点,做递归时要用到栈!本课程设计涉及的主要内容是对栈进行基本操作和实现栈的一些实际应用,在课程设计中,系统开发平台为Windows 7。

程序设计语言使用Visual c++。

程序的运行平台为Windows 2000/XP/7/10。

/*2问题分析本次课程设计主要介绍栈的概念和栈的基本操作和栈的两种存储结构及其应用。

其中栈的基本操作主要包括置空栈,判断栈空,进栈,出栈,取栈顶元素。

栈的两种存储结构是顺序存储结构和链式存储结构。

栈是一种简单的数据结构。

但在程序设计中却有着广泛的应用,很多程序都要用栈来做存储结构。

如:判断字符串的中心对称,数制转换,函数的递归调用,文字编辑器的设计,算术表达式求值,树或图的遍历,拓扑排序,关键路径。

在此次课程设计中做出了栈的其中两种应用,即数制转换和判断括号是否匹配以及迷宫求解。

了解栈的两种存储结构:栈的顺序存储结构(简称数字栈)数字栈是利用一批地址连续顺序存储结构单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素。

栈的链式存储结构(简称为链栈)它是运算受限制的单链表,其插入和删除操作只能在表头位置上进行(1)数制转换:十进制和其他d进制数的转换是计算机实现计算的基本问题,其中一个简单算法基于下列原理:N=(N div d)*d+N mod d(div 为整除运算,mod为求余运算)(2):括号匹配括号匹配在很多字符串处理的场景中时常被用到,诸如各大IDE括号不匹配的错误提示,编译器编译时检查应该成对出现的括号是否符合要求等,在这里我们就直接使用一种比较常规,但效率不差的方法去解决括号匹配的问题就行了为了方便描述,对于需要做匹配的两个符号,比如‟(…和‟)‟,前者可称为左侧符号,后者可称为右侧符号。

在做符号匹配时,如果以左侧符号为标准,左侧符号需要右侧符号来完成匹配,但是由于诸如括号这类的符号可以做嵌套,所以左侧符号之后既能有左侧符号,也能有右侧符号,处理起来很麻烦。

以右侧符号为标准就没有这个问题了,每一个右侧符号都需要一个左侧符号来匹配,并且要求该右侧符号之前最近的一个符号必须是相匹配的左侧符号,这样处理起来就方便多了。

利用栈可以很容易地解决这个问题,在遍历字符串时,若当前位置是右侧符号,那它需要一个该位置之前最近的一个符号为左侧符号,否则不匹配。

定义一个栈,用以记录遍历到当前位置时,所遇到的左侧符号,处理方式是这样的,每当遇到一个右侧符号时,检查栈是否为空,若此时栈不为空,则对栈进行pop操作表明顶部元素已被匹配,否则为不匹配情况,直接返回false。

当整个字符串遍历结束,我们就可以通过判断该栈是否为空来判断整个字符串中的符号是否匹配。

具体代码如下:(3):表达式求值表达式求值是程序设计语言编译中的一个基本问题。

它的实现就是对“栈”的典型应用。

本文针对表达式求值使用的是最简单直观的算法“算符优先法”。

我们都知道算术四则运算的运算规则是:先乘除,后加减。

从左到右计算先算括号内,再算括号外表达式组成任何一个表达式都有操作数、运算符和界定符组成。

操作数即可以是常量,也可以是被说明为变量或常量的标识符。

运算符可以分为算术运算,关系运算和逻辑运算符。

界定符有左右括号和结束符等。

本文为了方便演示只使用算术运算。

加减乘除优先性都低于“(”但是高于“)”,由运算从左到右可知,当θ1=θ2 ,令θ1>θ2为了算法简洁,在表达式的左边和右边虚设一个“#”,这一对“#”表示一个表达式求值完成。

“(”=“)”当一对括号相遇时表示括号内已运算完成。

“)”和“(”、“#”和“(”、“(”和“#”无法相继出现如果出现则表达式出现语法错误。

为实现优先算法,可以使用两个工作栈,一个是OPTR,用于寄存运算符,一个是OPND,用于寄存运算数和运算结果。

算法基本思路。

首先置操作数栈为空栈,表达式起始符为“#”为栈底元素。

依次读入表达式中的每个字符,若是操作数则进OPND栈,若是运算符则和OPTR栈的栈顶运算符比较优先权作相应操作,直至整个表达式求值完毕(OPTR栈顶元素和当前读入的字符均为“#”)(4):迷宫求解为了描述迷宫的布局,将定义迷宫的数组m[][]设为全局变量以减少形参传递。

另外还需要一个结构体来描述迷宫足迹的坐标,定义如下:struct Maze_Location{ int x; //行坐标int y; //列坐标};int cur_num为记录通道的编号变量,每当有一个可走的通道时,cur_num就加1,最终找到一条路径的时候,该路径的呈现方式是1,2,3,4............依次按编号连成的一条线。

刚开始还需设定入口和出门的坐标,并且入口坐标对应的块应该(确切的说是必须)为通道块,因此先将该坐标对应的位置上赋值为1,即cur_num当前的初始编号。

为迷宫设定通道块和墙(通道块对应的值是-1,墙为0)程序的大体流程如下:按(由东---北)的方向寻找路径{若下一步是通道块,则{编号加1,并且赋值给下一步足迹块;若此时的这一步的坐标为出口坐标{直接打印出路径;(一条路径已经找到!)}否则{递归调用该算法,但是此时的参数有变化,参数为当前这一步的坐标与当前编号(每次递归的参数都是下一步)}编号减1;将该块的值恢复为-1;}}3总体设计说明总体设计思路,画出模块结构图和总体流程图。

图(1)功能实现图(2)入栈流程图(3)数制转换图(4)表达式求值4详细设计对各个模块进行详细设计。

对程序设计中的关键技术进行说明,是重点部分,可以给出关键代码。

每个模块均画出程序流程图。

详细设计的任务主要包括对总体设计的深化和界面设计。

在对总体设计的深化中,通过设计具体的存储结构以及算法所需的辅助数据结构,对数据结构和基本操作的规格说明做进一步的深化,按照算法书写规范,用类C语言写出函数形式的算法框架,也可以给出算法流程图。

该过程应注意尽量避免陷入语言细节,不必过早描述辅助数据结构和局部变量。

界面设计主要是给出用户与程序交互的实现以及运算结果的呈现方式。

详细设计的结果是对数据结构和基本操作的进一步求精,写出数据存储结构的类型定义,写出函数形式的算法框架。

…………4.1 模块介绍本程序共分为三个模块: 1. 数制转换 2.括号匹配 3.迷宫求解Switch语句分步求解4.1.1设计思路具体内容:首先创建一个栈(初始化)。

确定栈是否为空。

确定栈是否为满。

取栈顶元素。

出栈(删除)元素运算。

入栈(插入)元素运算。

建一个顺序栈,正如顺序表一样。

由于栈在栈顶进行操作,所以要保存栈顶位置。

可以设置一个栈顶指针Top指向栈顶。

还有一些注意点,进栈时,首先要判断栈是否为满。

如果栈为满,则返回NULL。

否则栈顶指针加1,然后将X插入当前栈顶。

出栈时(删除),所以首先要判断栈是否为空,可以直接调用判断栈空的函数,如果为空,则返回0,否则删除栈顶元素。

取栈顶元素时,首先判断栈是否为空,若为空,则返回0,否则取栈顶元素。

5运行测试给出运行测试的结果,可以附上运行情况抓图。

将各个功能模块均运行测试一遍。

包括调试过程中遇到的问题的解决、算法的时空分析和改进等。

……首先,用户在打开软件时,可以进入以下欢迎界面,欢迎界面采用英文。

主要介绍程序的相关内容,以及软件发行后的维修和更新问题,并介绍相关操作系统。

用户在阅读之后,可以选择ESC键退出软件,或者按照Enter键进入程序。

欢迎界面如下:进入欢迎界面,可听到一首悦人的音乐。

mciSendString(“open ./res./音乐.mp3 alias LOVE”,0,0,0);mciSendString(“play LOVE repeat”,0,0,0);:Enter键进入程序后,出现程序序号选择界面;界面中共有四个选项,0.退出1.进制转换 2.括号匹配 3.表达式求值4迷宫求解用户可以根据自己的需求进行选择相应选择序号1:图(5) 用户可以自已输入数值图(6)图(7) 用户自己输入图(8)用户自己输入一串表达式进行求解:选择4输入起点坐标后,可得到路径!6总结(1)通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性。

我们不仅要牢固的掌握理论知识,更要把所学到的理论与实践相结合。

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