实验三栈和队列及其应用(I)

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栈和队列的实验报告

栈和队列的实验报告栈和队列的实验报告引言：栈和队列是计算机科学中常用的数据结构，它们在算法设计和程序开发中起着重要的作用。

本实验旨在通过实际操作和观察，深入理解栈和队列的概念、特点以及它们在实际应用中的作用。

一、栈的实验1.1 栈的定义和特点栈是一种具有特殊操作约束的线性数据结构，它的特点是“先进后出”（Last-In-First-Out，LIFO）。

栈的操作包括入栈（push）和出栈（pop），入栈操作将元素放入栈顶，出栈操作将栈顶元素移除。

1.2 实验步骤在本次实验中，我们使用编程语言实现了一个栈的数据结构，并进行了以下实验步骤：1.2.1 创建一个空栈1.2.2 向栈中依次压入若干元素1.2.3 查看栈顶元素1.2.4 弹出栈顶元素1.2.5 再次查看栈顶元素1.3 实验结果通过实验，我们观察到栈的特点：最后入栈的元素最先出栈。

在实验步骤1.2.2中，我们依次压入了元素A、B和C，栈顶元素为C。

在实验步骤1.2.4中，我们弹出了栈顶元素C，此时栈顶元素变为B。

二、队列的实验2.1 队列的定义和特点队列是一种具有特殊操作约束的线性数据结构，它的特点是“先进先出”（First-In-First-Out，FIFO）。

队列的操作包括入队（enqueue）和出队（dequeue），入队操作将元素放入队尾，出队操作将队头元素移除。

2.2 实验步骤在本次实验中，我们使用编程语言实现了一个队列的数据结构，并进行了以下实验步骤：2.2.1 创建一个空队列2.2.2 向队列中依次插入若干元素2.2.3 查看队头元素2.2.4 删除队头元素2.2.5 再次查看队头元素2.3 实验结果通过实验，我们观察到队列的特点：最先入队的元素最先出队。

在实验步骤2.2.2中，我们依次插入了元素X、Y和Z，队头元素为X。

在实验步骤2.2.4中，我们删除了队头元素X，此时队头元素变为Y。

三、栈和队列的应用栈和队列在实际应用中有广泛的应用场景，下面简要介绍一些常见的应用：3.1 栈的应用3.1.1 表达式求值：通过栈可以实现对表达式的求值，如中缀表达式转换为后缀表达式，并计算结果。

栈与队列的应用

栈与队列的应用栈(Stack)和队列(Queue)是计算机科学中常见的数据结构，它们分别具有先进后出（Last-In-First-Out, LIFO）和先进先出（First-In-First-Out, FIFO）的特性。

这两种数据结构在计算机领域有着广泛的应用，本文将介绍一些栈与队列的常见应用场景。

一、栈的应用1. 括号匹配栈常被用于判断表达式中的括号是否匹配。

通过遍历表达式中的每个字符，将左括号入栈，当遇到右括号时，检查栈顶元素与右括号是否匹配。

若匹配，则出栈；若不匹配，则说明括号不匹配。

2. 浏览器的前进与后退功能在浏览器中，我们可以通过点击前进和后退按钮来在不同的网页之间切换。

这种功能可以使用两个栈来实现：一个栈用于存储用户浏览的历史页面，另一个栈用于存储用户后退的页面。

当用户点击前进按钮时，从后退栈中弹出页面并推入历史页面栈；当用户点击后退按钮时，从历史页面栈中取出页面并推入后退页面栈。

3. 函数调用与递归在程序中，函数的调用是通过栈来实现的。

当一个函数被调用时，系统会将该函数的返回地址和参数等信息压入栈中；当函数执行完毕后，从栈中弹出返回地址，继续执行调用函数的下一条指令。

4. 表达式求值中缀表达式求值通常需要借助栈来实现。

通过将表达式转换成后缀表达式，并使用栈存储运算符和操作数，可以按照规定的优先级进行计算，得到最终的结果。

二、队列的应用1. 打印任务队列在计算机系统中，多个用户同时提交打印任务时，可以使用队列来管理这些任务。

每当有新的任务到达时，将其加入队列尾部，打印机则从队列头部取出任务进行打印。

这样可以保证任务的顺序性，并避免多个任务之间的冲突。

2. 消息队列在分布式系统中，消息队列通常用于解耦不同模块之间的通信。

一个模块可以将消息发送到队列中，而其他模块可以异步地从队列中获取消息并进行相应的处理。

这种方式提高了系统的可伸缩性和稳定性。

3. 广度优先搜索在图论中，广度优先搜索（Breadth-First Search, BFS）可以借助队列来实现。

北邮数据结构实验报告

北邮数据结构实验报告摘要：本报告基于北邮数据结构实验，通过实际操作和实验结果的分析，总结和讨论了各实验的目的、实验过程、实验结果以及相关的问题和解决方法。

本报告旨在帮助读者了解数据结构实验的基本原理和应用，并为今后的学习和研究提供参考。

1. 实验一：线性表的操作1.1 实验目的本实验旨在掌握线性表的基本操作以及对应的算法实现，包括插入、删除、查找、修改等。

1.2 实验过程我们使用C++语言编写了线性表的相关算法，并在实际编程环境下进行了测试。

通过插入元素、删除元素、查找元素和修改元素的操作，验证了算法的正确性和效率。

1.3 实验结果经过测试，我们发现线性表的插入和删除操作的时间复杂度为O(n)，查找操作的时间复杂度为O(n)，修改操作的时间复杂度为O(1)。

这些结果与预期相符，并反映了线性表的基本特性。

1.4 问题与解决方法在实验过程中，我们遇到了一些问题，例如插入操作的边界条件判断、删除操作时的内存释放等。

通过仔细分析问题，我们优化了算法的实现，并解决了这些问题。

2. 实验二：栈和队列的应用2.1 实验目的本实验旨在掌握栈和队列的基本原理、操作和应用，并进行实际编程实现。

2.2 实验过程我们使用C++语言编写了栈和队列的相关算法，并在实际编程环境下进行了测试。

通过栈的应用实现表达式求值和逆波兰表达式的计算，以及队列的应用实现图的广度优先遍历，验证了算法的正确性和效率。

2.3 实验结果经过测试，我们发现栈的应用可以实现表达式的求值和逆波兰表达式的计算，队列的应用可以实现图的广度优先遍历。

这些结果证明了栈和队列在实际应用中的重要性和有效性。

2.4 问题与解决方法在实验过程中，我们遇到了一些问题，例如中缀表达式转后缀表达式的算法设计、表达式求值的优化等。

通过查阅资料和与同学的讨论，我们解决了这些问题，并完善了算法的实现。

3. 实验三：串的模式匹配3.1 实验目的本实验旨在掌握串的基本操作和模式匹配算法，并进行实际编程实现。

栈与队列实验报告总结

栈与队列实验报告总结实验报告总结：栈与队列一、实验目的本次实验旨在深入理解栈（Stack）和队列（Queue）这两种基本的数据结构，并掌握其基本操作。

通过实验，我们希望提高自身的编程能力和对数据结构的认识。

二、实验内容1.栈的实现：我们首先使用Python语言实现了一个简单的栈。

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，支持元素的插入和删除操作。

在本次实验中，我们实现了两个基本的栈操作：push（插入元素）和pop（删除元素）。

2.队列的实现：然后，我们实现了一个简单的队列。

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，支持元素的插入和删除操作。

在本次实验中，我们实现了两个基本的队列操作：enqueue（在队尾插入元素）和dequeue（从队头删除元素）。

3.栈与队列的应用：最后，我们使用所实现的栈和队列来解决一些实际问题。

例如，我们使用栈来实现一个算术表达式的求值，使用队列来实现一个简单的文本行编辑器。

三、实验过程与问题解决在实现栈和队列的过程中，我们遇到了一些问题。

例如，在实现栈的过程中，我们遇到了一个“空栈”的错误。

经过仔细检查，我们发现是因为在创建栈的过程中没有正确初始化栈的元素列表。

通过添加一个简单的初始化函数，我们解决了这个问题。

在实现队列的过程中，我们遇到了一个“队列溢出”的问题。

这是因为在实现队列时，我们没有考虑到队列的容量限制。

通过添加一个检查队列长度的条件语句，我们避免了这个问题。

四、实验总结与反思通过本次实验，我们对栈和队列这两种基本的数据结构有了更深入的理解。

我们掌握了如何使用Python语言实现这两种数据结构，并了解了它们的基本操作和实际应用。

在实现栈和队列的过程中，我们也学到了很多关于编程的技巧和方法。

例如，如何调试代码、如何设计数据结构、如何优化算法等。

这些技巧和方法将对我们今后的学习和工作产生积极的影响。

然而，在实验过程中我们也发现了一些不足之处。

例如，在实现栈和队列时，我们没有考虑到异常处理和性能优化等方面的问题。

栈和队列的应用

栈和队列的应用栈和队列是计算机科学中非常重要的数据结构，它们在各种应用中被广泛使用。

本文将探讨栈和队列的应用，并讨论它们在不同场景下的具体用途。

一、栈的应用1. 浏览器的前进后退功能在使用浏览器时，我们可以通过点击前进按钮或后退按钮来切换网页。

这种功能实际上是由一个栈来实现的。

当我们访问新的网页时，当前页面被推入栈中，当我们点击后退按钮时，栈顶的页面被弹出并显示在浏览器中。

2. 函数调用栈在编写程序时，函数的调用和返回也是通过栈来管理的。

每当一个函数被调用时，相关的信息（例如参数、返回地址等）会被推入栈中，当函数执行完毕后，这些信息会从栈中弹出，程序会回到函数调用的地方继续执行。

3. 括号匹配在编写编译器或表达式计算器时，需要检查括号是否正确匹配。

这个问题可以使用栈来解决。

遍历表达式时，遇到左括号将其推入栈中，遇到右括号时，若栈顶元素是对应的左括号，则将栈顶元素弹出，继续处理下一个字符；若栈为空或栈顶元素不是对应的左括号，则括号不匹配。

二、队列的应用1. 消息队列消息队列是一种在分布式系统中实现异步通信的机制。

它常用于解耦系统中的组件，例如，一个组件将消息发送到队列中，而另一个组件则从队列中接收消息并处理。

这种方式可以提高系统的可伸缩性和可靠性。

2. 打印队列在打印机系统中，多个任务需要按照先后顺序进行打印。

这时可以使用队列来管理打印任务的顺序。

每当一个任务到达时，将其加入到队列的末尾，打印机从队列的头部取出任务进行打印，直到队列为空。

3. 广度优先搜索广度优先搜索（BFS）是一种常用的图搜索算法，它使用队列来辅助实现。

在BFS中，首先将起始节点加入队列中，然后依次将与当前节点相邻且未访问过的节点入队，直到遍历完所有节点。

结论栈和队列作为常用的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。

本文只介绍了它们部分的应用场景，实际上它们还可以用于解决其他许多问题，如迷宫路径搜索、计算器计算等。

因此，了解和熟练运用栈和队列是程序员和计算机科学家的基本素养之一。

实验报告——栈和队列的应用

实验报告——栈和队列的应用第一篇：实验报告——栈和队列的应用实验5 栈和队列的应用目的和要求：（1）熟练栈和队列的基本操作；（2）能够利用栈与队列进行简单的应用。

一、题目题目1.利用顺序栈和队列，实现一个栈和一个队列，并利用其判断一个字符串是否是回文。

所谓回文，是指从前向后顺读和从后向前倒读都一样的字符串。

例如，a+b&b+a等等。

题目2.假设在周末舞会上，男士们和女士们进入舞厅时，各自排成一队。

跳舞开始时，依次从男队和女队的队头上各出一人配成舞伴。

若两队初始人数不相同，则较长的那一队中未配对者等待下一轮舞曲。

现要求写一算法模拟上述舞伴配对问题，并实现。

题目3.打印机提供的网络共享打印功能采用了缓冲池技术，队列就是实现这个缓冲技术的数据结构支持。

每台打印机具有一个队列（缓冲池），用户提交打印请求被写入到队列尾，当打印机空闲时，系统读取队列中第一个请求，打印并删除之。

请利用队列的先进先出特性，完成打印机网络共享的先来先服务功能。

题目4.假设以数组Q[m]存放循环队列中的元素, 同时设置一个标志tag，以tag == 0和tag == 1来区别在队头指针(front)和队尾指针(rear)相等时，队列状态为“空”还是“满”。

试编写与此结构相应的插入(enqueue)和删除(dlqueue)算法。

题目5.利用循环链队列求解约瑟夫环问题。

请大家从本组未讨论过的五道题中选择一道，参照清华邓俊辉老师MOOC视频及课本相关知识，编写相应程序。

选择题目3：打印机提供的网络共享打印功能采用了缓冲池技术，队列就是实现这个缓冲技术的数据结构支持。

二、程序清单//Ch3.cpp #include #include #include“ch3.h” template void LinkedQueue::makeEmpty()//makeEmpty//函数的实现{ LinkNode*p;while(front!=NULL)//逐个删除队列中的结点{p=front;front=front->link;delete p;} };template bool LinkedQueue::put_in(T&x）{//提交命令函数if(front==NULL){//判断是否为空front=rear=new LinkNode;//如果为空，新结点为对头也为对尾front->data=rear->data=x;if(front==NULL)//分配结点失败return false;} else{rear->link=new LinkNode;//如不为空，在链尾加新的结点rear->link->data=x;if(rear->link==NULL)return false;rear=rear->link;} return true;};template bool LinkedQueue::carry_out()//执行命令函数 { if(IsEmpty()==true)//判断是否为空{return false;} cout<data<LinkNode*p=front;front=front->link;//删除以执行的命令，即对头修改delete p;//释放原结点return true;};void main()//主函数 { LinkedQueue q;//定义类对象char flag='Y';//标志是否输入了命令const int max=30;//一次获取输入命令的最大个数while(flag=='Y')//循环{ int i=0;char str[max];//定义存储屏幕输入的命令的数组gets(str);//获取屏幕输入的命令while(str[i]!=''){q.put_in(str[i]);//调用提交命令函数，将每个命令存入队列中i++;}for(int j=0;j<=i;j++){if(q.IsEmpty()==true)//判断是否为空，为空则说明没有可执行的命令{cout<cin>>flag;continue;//为空跳出for循环为下次输入命令做好准备}q.carry_out();//调用执行命令的函数，将命令打印并删除}三、程序调试过程中所出现的错误无。

栈和队列实验报告

栈和队列实验报告实验名称：栈和队列的实验研究摘要：本实验旨在通过设计并实现基于栈和队列的算法，探索其在数据结构和算法中的应用。

通过实验比较栈和队列的性能差异和适用场景，加深对栈和队列的理解和应用。

实验结果表明，栈和队列在不同的问题场景中具有不同的优势和适用性。

关键词：栈、队列、数据结构、算法、应用一、引言栈和队列是数据结构中常见且重要的两种数据结构，它们分别以LIFO（Last In First Out，后进先出）和FIFO（First In First Out，先进先出）的方式操作数据，广泛应用于各领域的编程和算法设计中。

本实验通过实现栈和队列相关操作的算法，探索它们在实际应用中的效率和优势。

二、实验设计与实现1.实验设计本实验采用C++语言来实现栈和队列的操作，并编写相应的算法来解决一些典型问题。

实验将比较栈和队列在以下几个方面的性能差异：a)插入操作的性能b)删除操作的性能c)查询操作的性能d)栈和队列的空间占用情况2.实验步骤a)设计栈的数据结构和相关操作的算法。

b)设计队列的数据结构和相关操作的算法。

c)分别使用栈和队列来解决一个典型问题，并比较它们的效率。

d)分析实验结果，总结栈和队列的适用场景和优势。

三、实验结果与分析1.栈的性能比较在本次实验中，我们使用栈来解决斐波那契数列问题。

首先，我们设计了一个栈的数据结构，并实现了如下操作：a) 入栈（push）：将元素添加到栈顶。

b) 出栈（pop）：将栈顶元素移出栈。

c) 查询栈顶元素（top）：返回栈顶元素。

对比使用数组和链表实现栈的性能，我们发现使用链表实现的栈在插入和删除操作上有更好的性能表现，而使用数组实现的栈在查询操作上更高效。

这是因为使用链表实现的栈不需要移动大量元素，而使用数组实现的栈可以通过索引直接访问任意位置的元素。

2.队列的性能比较在本次实验中，我们使用队列来解决击鼓传花问题。

首先，我们设计了一个队列的数据结构，并实现了如下操作：a) 入队（enqueue）：将元素添加到队列末尾。

实验报告(3)

数据结构上机实验报告实验三栈和队列班级：13级计本二班姓名：杨宴强学号：201392130129实验三栈和队列一、实验目的：⒈学习顺序栈的基本操作2.学习链栈的基本操作3.学习循环队列基本操作4.学习链队列基本操作二、实验内容：⒈顺序栈的基本运算2.链栈的基本操作3.循环队列的基本运算4.链队列的基本运算三、实验步骤及结果：1：顺序栈#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#define MAXSIZE 20typedef struct{char data[MAXSIZE];//栈中元素存储空间int top;//栈顶指针}SeqStack;//顺序栈类型void Init_SeqStack(SeqStack **s)//顺序栈初始化{*s=(SeqStack*)malloc(sizeof(SeqStack));//在主函数中申请栈空间(*s)->top=-1;//置栈空标志}int Empty_SeqStack(SeqStack*s)//判断栈是否为空{if(s->top==-1)//栈为空时return 1;//返回1elsereturn 0;//返回0}void Push_SeqStack(SeqStack *s,char x)//顺序栈入栈{if(s->top==MAXSIZE-1)//判断是否栈满printf("Stack is full!\n");//栈已满else{s->top++;//s指向下个节点s->data[s->top]=x;//元素x压入栈*s中}}void Pop_SeqStack(SeqStack *s,char *x)//将栈*s中的栈顶元素出栈并通过参数x返回给主调函数{if(s->top==-1)//栈空返回1printf("Stack is empty!\n");//栈为空else{*x=s->data[s->top];//栈顶元素出栈s->top--;//栈顶指针top-1}}void Top_SeqStack(SeqStack *s,char *x)//取顺序栈栈顶元素{if(s->top==-1)//栈空返回1printf("Stack is empty!\n");//栈为空else{*x=s->data[s->top];//取栈顶元素值}}void print(SeqStack *s)//顺序栈输出{int i;//定义变量ifor(i=0;i<=s->top;i++)//判断printf("%4d",s->data[i]);//读入数据printf("\n");//输出栈}void main(){SeqStack *s;//定义指针schar x,*y=&x;//y是指向x的指针，出栈元素经过y传给变量xInit_SeqStack(&s);//顺序栈初始化if(Empty_SeqStack(s))//判断栈是否为空printf("Stack is empty!\n");printf("Input data of stack:\n");//顺序栈元素入栈scanf("%c",&x);//读入数据while(x!='\n')//对x的计数直到\n结束{Push_SeqStack(s,x);//x入栈scanf("%c",&x);}printf("Output all data of stack:\n");//提示print(s);//输出顺序栈中的元素Pop_SeqStack(s,y);//顺序栈元素出栈printf("Output data of Pop stack:%c\n",*y);//输出出栈元素printf("Output all data of stack:\n");print(s);//输出出栈后顺序栈中的元素Top_SeqStack(s,y);//读取顺序栈栈顶元素printf("Output data of top stack:%c\n",*y);//输出读出的栈顶元素printf("Output all data of stack:\n");print(s);//输出当前的顺序栈中的元素}2链栈#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef struct node{char data;struct node*next;}StackNode;//链栈元素类型void Init_LinkStack(StackNode**s)//链栈初始化{*s=NULL;}int Empty_LinkStack(StackNode*s)//判断链栈是否为空{if(s==NULL)return 1;elsereturn 0;}void Push_LinkStack(StackNode**top,char x)//链栈元素入栈{StackNode*p;p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//生成存储空间p->data=x;p->next=*top;//新生成的栈顶元素*p其后继为原栈顶元素**top *top=p;//栈顶指针*top指向新的栈顶元素*p}void Pop_LinkStack(StackNode**top,char*x)//链栈元素出栈{StackNode*p;if(*top==NULL)printf("Stack is empty!\n");//栈空else{*x=(*top)->data;//栈顶元素经指针x传给对应的变量p=*top;*top=(*top)->next;free(p);}}void print(StackNode*p)//链栈输出{while(p!=NULL){printf("%c,",p->data);p=p->next;}printf("\n");}void main(){StackNode*s;char x,*y=&x;//出栈元素经指针y传给xInit_LinkStack(&s);//链栈初始化if(Empty_LinkStack(s))//判断链栈是否为空printf("Stack is empty!\n");printf("Input any string:\n");//链栈元素入栈scanf("%c",&x);while(x!='\n'){Push_LinkStack(&s,x);scanf("%c",&x);}printf("Output string:\n");//链栈输出print(s);printf("Output stack:\n");Pop_LinkStack(&s,y); //链栈元素出栈printf("Element of Output stack is %c\n",*y);//输出出栈元素printf("Output string:\n");print(s);//链栈输出}3循环队列#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#define MAXSIZE 20typedef struct{char data[MAXSIZE];//队头元素存储空间int rear,front;//队尾和队头指针}SeQueue;//顺序队列类型void Int_SeQueue(SeQueue**q)//置空队{*q=(SeQueue*)malloc(sizeof(SeQueue));//生成循环队列的存储空间(*q)->front=0;//队尾与队头指针相等则为队空(*q)->rear=0;}int Empty_SeQueue(SeQueue*q)//判队空{if(q->front==q->rear)//判断是否队空return 1;//队空elsereturn 0;//队不空}void In_SeQueue(SeQueue*q,char x)//元素入队{if((q->rear+1)%MAXSIZE==q->front)//判断是否队满printf("Queue is full!\n");//队满，入队失败else{q->rear=(q->rear+1)%MAXSIZE;//队尾指针加1q->data[q->rear]=x;//将元素X入队}}void Out_SeQueue(SeQueue*q,char*x)//元素出队{if(q->front==q->rear)//判断是否队空printf("Queue is empty");//队空，出队失败else{q->front=(q->front+1)%MAXSIZE;//队头指针加1*x=q->data[q->front];//队头元素出对并由x返回队头元素值}}void print(SeQueue*q)//循环队列输出{int i;//定义变量ii=(q->front+1)%MAXSIZE;//i入队while(i!=q->rear)//判断队空{printf("%4c\n",q->data[i]);//读入数据信息i=(i+1)%MAXSIZE;//逐步累加}printf("%4c\n",q->data[i]);//输出}void main(){SeQueue*q;//定义指针qchar x,*y=&x;//出对元素经指针y传给xInt_SeQueue(&q);//循环队列初始化if(Empty_SeQueue(q))//判队空printf("Queue is empty!\n");//提示printf("Input any string:\n");//给循环队列输入元素scanf("%c",&x);while(x!='\n'){In_SeQueue(q,x);//元素入队scanf("%c",&x);}printf("Output elements of Queue:\n");print(q);//循环队列输出printf("Output Queue:\n");Out_SeQueue(q,y);//循环队列元素出队printf("Element of Output Queue is %c\n",*y);//输出出队元素printf("Output elements of Queue:\n");print(q);//输出出队后的循环队列元素}4.链队列#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#define MAXSIZE 30typedef struct node{char data;struct node *next;}QNode;//链队列结点类型typedef struct{QNode *front,*rear;//将头、尾指针纳入到一个结构体的链队列}LQueue;//链队列类型void Init_LQueue(LQueue **q)//创建一个带头结点的空队列{QNode *p;*q=(LQueue*)malloc(sizeof(LQueue));//申请带头、尾指针的结点p=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));//申请链队列的头结点p->next=NULL;//头结点的next指针置为空(*q)->front=p;//队头指针指向头结点(*q)->rear=p;//队尾指针指向头结点}int Empty_LQueue(LQueue *q)//判队空{if(q->front==q->rear)return 1;//队为空elsereturn 0;}void In_LQueue(LQueue *q,char x)//入队{QNode *p;p=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));//申请新链队列结点p->data=x;p->next=NULL;//新结点作为队尾结点时其next域为空q->rear->next=p;//将新结点*p链到原队尾结点之后q->rear=p;//是队尾指针指向新的队尾结点*p}void Out_LQueue(LQueue *q,char *x)//出队{QNode *p;if(Empty_LQueue(q))printf("Queue is empty!\n");//队空，出队失败else{p=q->front->next;//指针p指向队头结点q->front->next=p->next;//头结点的next指针指向链队列的第二个数据结点*x=p->data;//将删除的队头结点数据经由指针x返回free(p);if(q->front->next==NULL)//出队后队为空，则置为空队列q->rear=q->front;}}void print(LQueue *q)//链队列输出{QNode *p;p=q->front->next;while(p!=NULL){printf("%4c",p->data);p=p->next;}printf("\n");}void main(){LQueue *q;char x,*y=&x;//出队元素经指针y传给xInit_LQueue(&q);//链队列初始化if(Empty_LQueue(q))//判队空printf("Queue is empty!\n");printf("Input any string:\n");//给链队列输入元素scanf("%c",&x);while(x!='\n'){In_LQueue(q,x);scanf("%c",&x);//元素入队}printf("Output elements of Queue:\n");print(q);//链队列输出printf("Output Queue:\n");Out_LQueue(q,y);//元素出队printf("Element of Output Queue is %c\n",*y);//输出出队的元素值printf("Output elements of Queue:\n");print(q);//输出出队后链队列的元素}四、实验总结：通过本次试验，了解了栈和队列的基本操作。

栈和队列的应用实验报告

栈和队列的应用实验报告栈和队列的应用实验报告引言：栈和队列是计算机科学中常用的数据结构，它们在各种算法和应用中都有广泛的应用。

本实验报告旨在探讨栈和队列的基本概念、特性以及它们在实际应用中的具体使用。

一、栈的基本概念和特性栈是一种特殊的数据结构，它遵循“先进后出”的原则。

栈有两个基本操作：压栈（push）和弹栈（pop）。

压栈将元素添加到栈的顶部，弹栈则将栈顶元素移除。

栈还具有一个重要的特性，即它的访问方式是受限的，只能访问栈顶元素。

在实际应用中，栈可以用于实现递归算法、表达式求值、括号匹配等。

例如，在递归算法中，当函数调用自身时，需要将当前状态保存到栈中，以便在递归结束后能够恢复到正确的状态。

另外，栈还可以用于实现浏览器的“后退”功能，每次浏览新页面时，将当前页面的URL压入栈中，当用户点击“后退”按钮时，再从栈中弹出最近访问的URL。

二、队列的基本概念和特性队列是另一种常见的数据结构，它遵循“先进先出”的原则。

队列有两个基本操作：入队（enqueue）和出队（dequeue）。

入队将元素添加到队列的尾部，出队则将队列头部的元素移除。

与栈不同的是，队列可以访问头部和尾部的元素。

在实际应用中，队列经常用于任务调度、消息传递等场景。

例如，在操作系统中，任务调度器使用队列来管理待执行的任务，每当一个任务执行完毕后，从队列中取出下一个任务进行执行。

另外，消息队列也是一种常见的应用，它用于在分布式系统中传递消息，保证消息的顺序性和可靠性。

三、栈和队列在实际应用中的具体使用1. 栈的应用栈在计算机科学中有广泛的应用。

其中一个典型的应用是表达式求值。

当计算机遇到一个复杂的表达式时，需要将其转化为逆波兰表达式，然后使用栈来进行求值。

栈的特性使得它非常适合处理这种情况，可以方便地保存运算符和操作数的顺序，并按照正确的顺序进行计算。

另一个常见的应用是括号匹配。

在编程语言中，括号是一种常见的语法结构，需要保证括号的匹配性。

数据结构栈和队列实验报告

数据结构栈和队列实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和掌握数据结构中的栈和队列的基本概念、操作原理以及实际应用。

通过编程实现栈和队列的相关操作，加深对其特性的认识，并能够运用栈和队列解决实际问题。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，开发工具为Visual Studio 2019。

三、实验原理（一）栈栈（Stack）是一种特殊的线性表，其操作遵循“后进先出”（Last In First Out，LIFO）的原则。

可以将栈想象成一个只有一端开口的容器，元素只能从开口端进出。

入栈操作（Push）将元素添加到栈顶，出栈操作（Pop）则从栈顶移除元素。

（二）队列队列（Queue）也是一种线性表，但其操作遵循“先进先出”（FirstIn First Out，FIFO）的原则。

队列就像是排队买票的队伍，先到的人先接受服务。

入队操作（Enqueue）将元素添加到队列的末尾，出队操作（Dequeue）则从队列的头部移除元素。

四、实验内容（一）栈的实现与操作1、定义一个栈的数据结构，包含栈顶指针、存储元素的数组以及栈的最大容量等成员变量。

2、实现入栈（Push）操作，当栈未满时，将元素添加到栈顶，并更新栈顶指针。

3、实现出栈（Pop）操作，当栈不为空时，取出栈顶元素，并更新栈顶指针。

4、实现获取栈顶元素（Top）操作，返回栈顶元素但不进行出栈操作。

5、实现判断栈是否为空（IsEmpty）和判断栈是否已满（IsFull）的操作。

（二）队列的实现与操作1、定义一个队列的数据结构，包含队头指针、队尾指针、存储元素的数组以及队列的最大容量等成员变量。

2、实现入队（Enqueue）操作，当队列未满时，将元素添加到队尾，并更新队尾指针。

3、实现出队（Dequeue）操作，当队列不为空时，取出队头元素，并更新队头指针。

4、实现获取队头元素（Front）操作，返回队头元素但不进行出队操作。

5、实现判断队列是否为空（IsEmpty）和判断队列是否已满（IsFull）的操作。

栈和队列的应用场景

栈和队列的应用场景栈和队列是数据结构中常见的两种基本数据结构，它们在实际生活和计算机领域中有着广泛的应用场景。

本文将从实际应用的角度出发，介绍栈和队列在不同场景下的具体应用。

### 一、栈的应用场景#### 1.1 浏览器的后退和前进功能在浏览器中，当我们访问一个网页时，浏览器会将该网页的 URL 存储在一个栈中。

当我们点击后退按钮时，浏览器会从栈顶取出上一个网页的 URL，实现后退功能；当我们点击前进按钮时，浏览器会从栈中取出下一个网页的 URL，实现前进功能。

#### 1.2 括号匹配在编程中，栈常用于检查表达式中的括号是否匹配。

当遇到左括号时，将其入栈；当遇到右括号时，将栈顶元素出栈并与右括号进行匹配。

如果匹配成功，则继续；如果匹配失败，则表达式中存在不匹配的括号。

#### 1.3 撤销操作在文本编辑器或图像处理软件中，撤销操作通常使用栈来实现。

每次编辑操作都会将编辑内容存储在栈中，当用户点击撤销按钮时，软件会从栈中取出上一个编辑操作，实现撤销功能。

### 二、队列的应用场景#### 2.1 系统任务调度在操作系统中，队列常用于实现任务调度。

操作系统会将需要执行的任务按照先来先服务的原则排入队列，然后逐个执行。

这种方式可以保证任务的顺序性和公平性。

#### 2.2 打印队列在打印机中，打印任务通常按照先后顺序排入打印队列中，然后依次执行。

这样可以避免多个打印任务同时请求打印，导致打印机发生冲突。

#### 2.3 消息队列在分布式系统中，消息队列被广泛应用于解耦和异步处理。

生产者将消息发送到队列中，消费者从队列中取出消息并进行处理，实现了生产者和消费者之间的解耦。

### 三、栈和队列的综合应用场景#### 3.1 模拟计算器在计算器的设计中，可以使用栈来实现表达式的计算。

将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈来计算后缀表达式的值，实现计算器的功能。

#### 3.2 资源分配在操作系统中，可以使用队列来实现资源的分配。

栈和队列实验报告

栈和队列实验报告引言：计算机科学中的数据结构是解决问题的关键。

栈和队列这两种常用的数据结构，无疑在许多实际应用中起着重要的作用。

本篇报告旨在探讨栈和队列的实验结果，并展示它们的实际应用。

一、栈的实验结果及应用1. 栈的实验结果在实验中，我们设计了一个基于栈的简单计算器，用于实现基本的四则运算。

通过栈的先进后出（Last In First Out）特性，我们成功实现了表达式的逆波兰表示法，并进行了正确的计算。

实验结果表明，栈作为一个非常有效的数据结构，可以很好地处理栈内数据的存储和检索。

2. 栈的应用栈在计算机科学中有许多实际应用。

其中之一是程序调用的存储方式。

在程序调用过程中，每个函数的返回地址都可以通过栈来保存和恢复。

另一个应用是浏览器的历史记录。

浏览器中每个访问网页的URL都可以通过栈来存储，以便用户能够追溯他们之前访问的网页。

二、队列的实验结果及应用1. 队列的实验结果在实验中，我们模拟了一个简单的出租车调度系统，利用队列的先进先出（First In First Out）特性实现乘客的排队和叫车。

实验结果表明，队列作为一个具有高效性和可靠性的数据结构，能够很好地处理排队问题。

2. 队列的应用队列在许多方面都有应用。

一个常见的应用是消息队列。

在网络通信中，消息队列可以用于存储和传递信息，确保按照特定的顺序进行处理。

另一个应用是操作系统的进程调度。

操作系统使用队列来管理各个进程的执行顺序，以实现公平和高效的资源分配。

三、栈和队列的比较及选择1. 效率比较栈和队列在实际应用中的效率取决于具体问题的需求。

栈的操作更简单，仅涉及栈顶元素的插入和删除，因此具有更高的执行速度。

而队列涉及到队头和队尾元素的操作，稍复杂一些。

但是，队列在某些问题中的应用更为广泛，例如调度问题和消息传递问题。

2. 如何选择在选择栈和队列时，需要根据实际问题的性质和需求进行综合考虑。

如果问题需要追溯历史记录或按照特定顺序进行处理，则应选择栈作为数据结构。

栈和队列的特点及日常生活中的应用

栈和队列的特点及日常生活中的应用栈和队列是两种常见的数据结构，它们在日常生活中有着广泛的应用。

栈具有先进后出（Last In First Out，简称LIFO）的特点，而队列则具有先进先出（First In First Out，简称FIFO）的特点。

下面将从两个方面来讨论栈和队列的特点及其在日常生活中的应用。

一、栈的特点及日常生活中的应用：-栈的插入和删除操作只在栈顶进行；-栈的插入操作被称为“入栈”，删除操作被称为“出栈”；-栈的结构特点决定了只能访问栈顶元素。

2.日常生活中的应用：-撤销操作：许多软件在编辑功能中都提供了“撤销”功能，这就利用了栈的特点，将操作历史记录在栈中，每次撤销时只需要出栈即可恢复上一步操作；-括号匹配：在编程中，经常需要对括号进行匹配，利用栈的特点可以方便地判断括号是否匹配，以及处理括号之间的嵌套；-网页浏览历史：浏览器提供了“后退”和“前进”的功能，实质上就是利用了栈的特点，将浏览历史记录在栈中，每次点击“后退”或“前进”时，只需要进行出栈或入栈操作即可。

二、队列的特点及日常生活中的应用：-队列的插入操作在队尾进行，删除操作在队头进行；-队列的插入操作被称为“入队”，删除操作被称为“出队”。

2.日常生活中的应用：-等待队列：日常生活中，我们经常在银行、超市等场所遇到人们排队等待的情况，这就是队列的一种应用。

先来的人先入队，后来的人先出队，保证了公平性和有序性；-打印队列：多台电脑共享一个打印机时，打印任务通常会先进入打印队列，按照FIFO的原则依次打印，这样可以保证每个任务都能得到执行；-消息传递：在多线程、多进程的编程中，往往需要通过队列来进行线程或进程间的通信，保证消息的有序传递和处理。

通过以上的讨论，我们可以看到，栈和队列在日常生活中有着广泛的应用。

它们的特点决定了它们在不同场景中的合适性，合理地利用栈和队列可以提高效率，简化操作，实现更加智能化的功能。

因此，了解栈和队列的特点及其应用，对于我们提高编程和解决问题的能力有着重要意义。

数据结构栈和队列的基本操作及应用实验报告

实验日期2010.4.26 教师签字成绩实验报告【实验名称】第三章栈和队列的基本操作及应用【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。

【实验内容】1.链栈的基本操作（链栈的初始化、进栈、出栈以及取栈顶的值）#include "stdio.h"#include "malloc.h"#include "stdlib.h"typedef int Elemtype;typedef struct stacknode {Elemtype data;stacknode * next;}StackNode;typedef struct {stacknode * top; //栈顶指针}LinkStack;/*初始化链栈*/void InitStack(LinkStack * s){ s->top=NULL;printf("\n已经初始化链栈！\n");}/*链栈置空*/void setEmpty(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->top; //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nextfree(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;while (p!=NULL){ printf("%d\n",p->data);p=p->next;}printf("=======================================\n");}void main(){ printf("================= 链栈操作=================\n\n");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 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);}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("\n\n链栈的栈顶元素为：%d\n",StackTop(s));printf("\n");}break;case 5:{ setEmpty(s);Disp(s);}break;case 6:exit(0);}}while (cord<=6);}2.顺序栈的基本操作（顺序栈的初始化、进栈、出栈以及取栈顶的值）#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#define STACKSIZE 100#define STACKINCREMENT 10#define null 0typedef struct {int *base;int *top;int stacksize;}SqStack;SqStack Initstack(){SqStack S;S.base=(int *)malloc(STACKSIZE*sizeof(int));if(!S.base){printf("\n存储分配失败\n");exit(0);}S.top=S.base;S.stacksize=STACKSIZE;return S;}int StackEmpty(SqStack S){if(S.top==S.base) return 1;else return 0;}int StackLength(SqStack S){int *p;p=S.base;for(int i=0;p!=S.top;p++,i++);return i;}int GetTop(SqStack S){int e;if(StackEmpty(S)) {printf("当前栈为空，不能执行此操作\n");exit(0);}e=*(S.top-1);return e;}int Push(SqStack &S,int e){if(StackLength(S)>=S.stacksize){S.base=(int*)realloc(S.base,(STACKSIZE+STACKINCREMENT)*sizeof(int));if(!S.base){printf("\n再分配存储失败\n");return 0;}S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*S.top++=e;return 1;}int Pop(SqStack &S){int e;if(StackEmpty(S)){printf("当前栈为空，不能执行此操作\n");exit(0);}e=*--S.top;return e;}void main(){int i=0,e;int *p;SqStack S;S=Initstack();printf("\n 1.元素进栈\n 2.元素出栈\n 3.取栈顶元素\n 4.求栈的长度\n 5.判栈空\n 6.退出\n");for(;i!=6;){printf("\n请选择你要进行的操作：");scanf("%d",&i);switch(i){case 1:printf("\n请输入进栈元素：");scanf("%d",&e);Push(S,e);p=S.base;printf("\n当前栈中元素：");if(StackEmpty(S))printf("当前栈为空\n");while(p!=S.top){printf("%d ",*p);p++;}break;case 2:printf("\n%d已出栈\n",Pop(S));printf("\n当前栈中元素：");if(StackEmpty(S))printf("当前栈为空\n");p=S.base;while(p!=S.top){printf("%d ",*p);p++;}break;case 3:printf("\n栈顶元素为：%d\n",GetTop(S));break;case 4:printf("\n栈的长度为：%d\n",StackLength(S));break;case 5:if(StackEmpty(S))printf("\n当前栈为空\n");else printf("\n当前栈不空\n");break;default:printf("\n退出程序\n");}}}3.顺序队列的基本操作（顺序队的初始化、进队、出对以及取对头）#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define MAXNUM 100#define Elemtype int#define TRUE 1#define FALSE 0typedef struct{ Elemtype queue[MAXNUM];int front;int 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->queue[q->rear]=x;return TRUE;/*出队*/Elemtype Delete(sqqueue *q){ Elemtype x;if (q->front==q->rear) return 0;x=q->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->queue[q->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：");while(s<q->rear){s=s+1;printf("%d<-", q->queue[s]);}printf("\n");printf("顺序队列的队尾元素所在位置:rear=%d\n",q->rear);printf("顺序队列的队头元素所在位置:front=%d\n",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;i<n;i++){ scanf("%d",&m);append(q,m);}main(){ sqqueue *head;int x,y,z,select;head=(sqqueue*)malloc(sizeof(sqqueue));do{printf("\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){case 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("队列空\n");elseprintf("队列非空\n");break;}case 6:{ y=gethead(head);printf("队头元素为:%d\n",y);break;}case 7:{ display(head);break;}}}while(select<=7);}4.链队列的基本操作（链队列的初始化、进队、出对操作）#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define ElemType inttypedef struct Qnode{ ElemType data;struct Qnode *next;}Qnodetype;typedef struct{ Qnodetype *front;Qnodetype *rear;}Lqueue;/*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;i<=n;i++){ printf("链队列第%d个元素的值为：",i);scanf("%d",&x);Lappend(q,x);}}/*入链队列*/void Lappend(Lqueue *q,int x){ Qnodetype *s;s=(Qnodetype*)malloc(sizeof(Qnodetype));s->data=x;s->next=NULL;q->rear->next=s;q->rear=s;}/*出链队列*/ElemType Ldelete(Lqueue *q){ Qnodetype *p;ElemType x;if(q->front==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("\n\n遍历链队列结束！\n");}main(){ Lqueue *p;int x,cord;printf("\n*****第一次操作请选择初始化并建立链队列！*****\n ");do{ printf("\n 链队列的基本操作\n ");printf("=========================================\n");printf(" 主菜单\n");printf("=========================================\n");printf(" 1 初始化并建立链队列\n");printf(" 2 入链队列\n");printf(" 3 出链队列\n");printf(" 4 遍历链队列\n");printf(" 5 结束程序运行\n");printf("==========================================\n");scanf("%d",&cord);switch(cord){ case 1:{ p=(Lqueue *)malloc(sizeof(Lqueue));creat(p);display(p);}break;case 2:{ printf("请输入队列元素的值：x=");scanf("%d",&x);Lappend(p,x);display(p);}break;case 3:{ printf("出链队列元素：x=%d\n",Ldelete(p));display(p);}break;case 4:{display(p);}break;case 5:{exit (0);}}}while (cord<=5);}5.循环队列的基本操作：#include<stdio.h>#include<iostream.h>#include<malloc.h>#define maxsize 100struct Queue{int *base;int front;int rear;};void initQueue(Queue &Q){Q.base=(int *)malloc(maxsize*sizeof(int));Q.front=Q.rear=0;}int QueueLen(Queue Q){return(Q.rear-Q.front+maxsize)%maxsize;}void EnQueue(Queue &Q,int e){if((Q.rear+1)%maxsize==Q.front)cout<<"队列已满，无法插入!"<<endl;else{Q.base[Q.rear]=e; Q.rear=(Q.rear+1)%maxsize;}}int DeQueue(Queue &Q,int &e){if(Q.rear==Q.front) cout<<"队列已空，无法删除!"<<endl;else{e=Q.base[Q.front]; Q.front=(Q.front+1)%maxsize;cout<<"被删除的元素是:"<<'\t'<<e<<endl;return e;}}void main(){Queue Q;initQueue(Q);loop:cout<<'\t'<<"请选择你要进行的操作:"<<endl;cout<<'\t'<<"1.插入元素"<<endl<<'\t'<<"2.删除元素"<<endl<<'\t'<<"3.求队列长度"<<endl<<'\t'<<"4.结束"<<endl;int i; cin>>i;switch(i){case(1):{int e;cout<<"请输入要插入的元素:"<<'\t';cin>>e;EnQueue(Q,e);goto loop;}case(2):{int e;DeQueue(Q,e);goto loop;}case(3):{int l;l=QueueLen(Q);cout<<"队列的长度为:"<<'\t'<<l<<endl;goto loop;}case(4):break;default:cout<<"输入错误，请重新输入!"<<endl;goto loop;}}6.两个栈实现队列的功能#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#include<iostream.h>#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10typedef char SElemType;typedef struct{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;}SqStack;//队列由两个栈S1,S2构成typedef struct{SqStack S1;SqStack S2;}Queue;void InitStack(SqStack *S){S->base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));if(!S->base) exit(0);S->top=S->base; S->stacksize=STACK_INIT_SIZE;}void push(SqStack *S,SElemType e){if(S->top-S->base==S->stacksize){S->base=(SElemType*)realloc(S->base,(S->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));if(!S->base) exit(0);S->top=S->base+S->stacksize;S->stacksize+=STACKINCREMENT;}*(S->top)++=e;}void pop(SqStack *S,SElemType *e){if(S->top==S->base) exit(0);S->top--; *e=*(S->top);}//队列的相关操作void InitQueue(Queue *Q){InitStack(&(Q->S1));InitStack(&(Q->S2));}void EnQueue(Queue *Q,SElemType e){push(&(Q->S1),e);}void DeQueue(Queue *Q,SElemType *e){if((Q->S2).top==(Q->S2).base){while((Q->S1).top!=(Q->S1).base){pop(&(Q->S1),e);push(&(Q->S2),*e);} pop(&(Q->S2),e);}else pop(&(Q->S2),e);}int QueueEmpty(Queue Q){if(Q.S1.base==Q.S1.top&&Q.S2.base==Q.S2.top) return 0;else return 1;}void main(){SElemType e; Queue Q; int i;InitQueue(&Q);for(i=0;i<10;i++) EnQueue(&Q,'a'+i);while(QueueEmpty(Q)!=0){DeQueue(&Q,&e); cout<<e;}cout<<endl;}7．用双端队列模拟栈#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#define null 0typedef struct QNode{int data;struct QNode *next;struct QNode *prior;}QNode;typedef struct{QNode *front1,*front2;QNode *rear1,*rear2;}LinkDeque;LinkDeque InitQueue(){LinkDeque Q;Q.front1=Q.rear1=(QNode *)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front1){printf("\n存储分配失败\n");exit(0);}Q.front2=Q.rear2=(QNode *)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front2){printf("\n存储分配失败\n");exit(0);}Q.front1->next=Q.front2;Q.front2->next=Q.front1;return Q;}int EnDeque(LinkDeque &Q,int e){QNode *p;p=(QNode *)malloc(sizeof(QNode));if(!p){printf("\n存储分配失败\n");exit(0);}p->data=e;p->next=Q.front2;p->prior=Q.rear1;Q.rear1->next=p;Q.rear1=p;Q.rear2=Q.front1->next;return 1;}int DeDeque(LinkDeque &Q){int e;QNode *p;if(Q.front1==Q.rear1){printf("栈为空，不能执行删除操作\n");return 0;}p=Q.rear1;e=p->data;p->prior->next=p->next;p->next->prior=p->prior;Q.rear1=p->prior;if(Q.front1==Q.front2){Q.rear1=Q.front1;Q.rear2=Q.front2;}free(p);return e;}int DequeLength(LinkDeque Q){int len=0;QNode *p;p=Q.front1->next;while(p!=Q.front2){len++;p=p->next;}return len;}int Gethead(LinkDeque Q){QNode *p;if(Q.front1!=Q.rear1){p=Q.rear1;return p->data;}}void main(){int i=0,e;LinkDeque Q;QNode *p;Q=InitQueue();printf("\n 1.元素进栈\n 2.元素出栈\n 3.求栈的长度\n 4.取栈顶元素\n 5.退出\n");for(;i!=5;){printf("\n请选择你要进行的操作：");scanf("%d",&i);switch(i){case 1:printf("\n请输入进栈元素：");scanf("%d",&e);EnDeque(Q,e);if(Q.front1!=Q.rear1){printf("\n当前栈元素:");p=Q.front1->next;while(p!=Q.front2){printf("%d ",p->data);p=p->next;}}else printf("当前栈为空\n");break;case 2:if(Q.front1!=Q.rear1)printf("\n已删除%d\n",DeDeque(Q));else printf("栈为空，不能此删除操作\n");if(Q.front1!=Q.rear1){printf("\n当前栈元素:");p=Q.front1->next;while(p!=Q.front2){printf("%d ",p->data);p=p->next;}}else printf("当前栈为空\n");break;case 3:printf("\n栈的长度：%d",DequeLength(Q));break;case 4:if(Q.front1!=Q.rear1)printf("\n栈顶元素:%d\n",Gethead(Q));else printf("栈为空，不能此删除操作\n");break;default:printf("\n结束程序\n");}}}8.约瑟夫队列:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<iostream.h>#define len sizeof(struct QNode)struct QNode{int data;QNode *next;};void main(){int m,n,k,i,e,num=1;cout<<"请输入总人数:"<<endl; cin>>n;cout<<"请输入出局数:"<<endl; cin>>m;cout<<"请输入开始报数人的编号:"<<endl; cin>>k;QNode *Q,*p,*r,*t;Q=(QNode *)malloc(len);Q->next=Q;Q->data=1;p=Q;for(i=2;i<=n;i++){p->next=(QNode *)malloc(len);p=p->next;p->data=i;}p->next=Q;r=Q;t=r;for(i=1;i<=k-1;i++){t=r;r=r->next;}cout<<"出队顺序为:"<<endl;do{for(i=1;i<=m-1;i++){t=r;r=r->next;}e=r->data;t->next=r->next;r=t->next;cout<<e<<" ";num++;}while(num<=n);cout<<endl;}【小结讨论】1. 一个程序中如果要用到两个栈时，可通过两个栈共享一维数组来实现，即双向栈共享邻接空间。

国家开放大学《数据结构》课程实验报告(实验3 ——栈、队列、递归设计)参考答案

}
/*判队空*/
int QueueEmpty(SeqQueue *sq)
{
if(sq->rear==sq->front)
return 1;
else
return 0;
}
/*循环队列入队*/
void InQueue(SeqQueue *sq,ElemType x)
{
if ((sq->rear+1)%MaxSize==sq->front) /*队满*/
InitStack(s);
printf("(2)栈为%s\n",(StackEmpty(s)?"空":"非空"));
printf("(3)输入要进栈的数据个数：");
scanf("%d",&n);
printf("依次输入进栈的%d个整数：",n);
/*数据依次进栈*/
for(i=0; i<n; i++)
{
printf("循环队列已空，不能进行出队操作！\n");
exit(1);
}
else{
x=sq->data[sq->front];
sq->front=(sq->front+1)%MaxSize;
return x;
}
}
/*取队头元素*/
ElemType GetQueue(SeqQueue *sq)
{
void InitQueue(SeqQueue *sq); /*初始化队列*/
int QueueEmpty(SeqQueue *sq); /*判队空*/

栈和队列实验报告

数据结构实验报告顺序栈的实现和基本操作一、需求分析（1）顺序栈◆栈的典型操作是入栈和出栈，前者将新元素压入栈中，后者弹出栈顶元素。

栈只提供对栈顶元素的访问操作，由top ( )完成。

Push ( )和Pop ( )还有Top ( )共同构成了栈的最小功能接口。

此外，为了方便使用，栈还有判空，判满和输出栈等功能。

◆输入形式及范围：输入形式为整型，范围为0~65535。

◆输出形式：在顺序栈的初始化后显示初始化成功，在判断栈是否为空时显示当前栈为空，入栈后显示入栈成功或者栈已满。

出栈时显示出栈元素或者栈为空。

输出栈时依次显示栈中元素。

◆程序功能：初始化栈，判断栈是否为空，判断栈是否为满，入栈，出栈，取栈顶元素，出栈同时返回栈顶元素和输出栈等功能。

◆测试数据：初始化后输入栈的长度为4。

判断栈是否为空。

进行5次入栈操作。

分别输入1 2 3 4 5输出栈。

执行2次出栈操作。

输出栈。

查看栈顶元素。

输出栈。

（2）队列◆队列的典型操作是入队和出队，前者将新元素压入队列中，后者弹出队首头元素。

队列只提供对队头元素和队尾元素的操作，由DeQueue ( ) 和EnQueue( )完成。

DeQueue还有EnQueue ( )共同构成了队列的最小功能接口。

此外，为了方便使用，队列还有判空，判满和输出队列等功能。

◆输入形式及范围：输入形式为整型，范围为0~65535。

◆输出形式：在顺序队列的初始化后显示初始化成功，在判断队列是否为空时显示当前队列为空，入队列后显示入队成功或者队列已满。

出队列时显示出队首元素或者队列为空。

输出队列时依次显示队列中元素。

◆程序功能：初始化队列，判断队列是否为空，判断队列是否为满，入队，出队，取队首元素，输出队列等功能。

◆测试数据：初始化后输入队列的长度为54。

判断队列是否为空。

进行5次入队操作。

分别输入1 2 3 4 5输出队列。

执行2次出队操作。

输出队列。

查看队首元素。

输出队列。

二、概要设计（1）顺序栈◆为了实现程序的功能，在.H文件中定义了栈的模板类. template <class T>class Stack{私有数据成员：private:栈的最大长度int MaxSize;栈顶位置int top;顺序栈首地址T *theArray;公有成员：public:栈的初始化void InitStack(int capacity=10);操作结果：初始化一个默认长度为10的空栈判断栈是否为空bool IsEmpty() const;初始条件：栈已存在。

栈和队列区别及应用场景

栈和队列区别及应用场景栈（Stack）和队列（Queue）是两种常见的数据结构，它们在计算机科学领域有广泛的应用。

本文将从定义、特点和基本操作等方面详细介绍栈和队列的区别，并分析它们各自的应用场景。

一、栈的定义及特点：栈是一种线性数据结构，其特点是“先进后出”（Last In First Out，LIFO）。

即在栈中最后一个进入的元素，也是第一个出栈的元素。

栈的基本操作包括入栈和出栈。

入栈（Push）是将一个元素追加到栈的顶部，出栈（Pop）是将栈顶元素移除。

栈的应用场景：1.函数调用：在函数调用时，每遇到一个新的函数调用就将当前的上下文（包括局部变量和返回地址）压入栈中，当函数调用完毕后，再弹出栈顶元素，恢复上一个函数的上下文。

2.表达式求值：栈可以用于进行中缀表达式到后缀表达式的转换，并通过栈来计算后缀表达式的值。

3.递归：递归算法的实现中通常会使用栈来保存递归调用的上下文。

4.撤销操作：在很多应用程序中，比如文本编辑器和图像处理软件中，通过栈来存储用户操作，以便可以撤销之前的操作。

5.浏览器历史记录：浏览器通常使用栈来实现历史记录的功能，每当用户浏览一个新的页面时，就将该页面的URL入栈，当用户点击后退按钮时，再依次出栈。

6.二叉树的遍历：用栈可以实现二叉树的深度优先遍历，具体的实现是使用非递归的方式进行前序、中序、后序遍历。

二、队列的定义及特点：队列也是一种线性数据结构，其特点是“先进先出”（First In First Out，FIFO）。

即在队列中最先进入的元素，也是第一个出队列的元素。

队列的基本操作包括入队和出队。

入队（Enqueue）是将元素放入队列的尾部，出队（Dequeue）是将队列的头部元素移除。

队列的应用场景：1.广度优先搜索：在图论中，广度优先搜索（Breadth First Search，BFS）通常会使用队列来实现，按照层次的顺序进行搜索。

2.缓冲区：队列可以用作缓冲区，在生产者和消费者模型中，生产者将数据放入队列的尾部，消费者从队列的头部取出数据进行处理。

栈和队列的应用实例

栈和队列的应用实例一、栈的应用实例1.计算器程序计算器程序是栈的一个经典应用，它可以通过将表达式转换成后缀表达式，再利用栈进行运算得出结果。

具体实现过程如下：（1）将中缀表达式转换为后缀表达式。

（2）利用栈进行后缀表达式的运算。

2.浏览器前进后退功能浏览器前进后退功能也是栈的一个应用。

当用户点击浏览器的前进或后退按钮时，浏览器会将当前页面的URL压入一个栈中。

当用户点击前进或后退按钮时，浏览器会从栈中弹出上一个或下一个URL并加载。

3.括号匹配问题括号匹配问题也是栈的一个常见应用。

当我们需要判断一段代码中括号是否匹配时，可以使用栈来实现。

遍历代码中每个字符，如果是左括号，则将其压入栈中；如果是右括号，则从栈顶弹出一个左括号进行匹配。

如果最终栈为空，则说明所有括号都匹配成功。

二、队列的应用实例1.打印队列打印队列是队列的一个典型应用。

在打印机资源有限且多人共享的情况下，打印队列可以帮助我们管理打印任务的顺序。

每当有一个新的打印任务到达时，就将其加入队列中。

当打印机空闲时，从队列中取出第一个任务进行打印，直到队列为空。

2.消息队列消息队列也是队列的一个重要应用。

在分布式系统中，不同节点之间需要传递消息进行通信。

为了保证消息传递的可靠性和顺序性，可以使用消息队列来实现。

每当一个节点发送一条消息时，就将其加入到消息队列中。

接收方从消息队列中取出最早的一条消息进行处理。

3.广度优先搜索广度优先搜索也是队列的一个常见应用。

在图论和网络分析中，广度优先搜索可以帮助我们寻找最短路径和连通性等问题。

具体实现过程如下：（1）将起点加入到队列中。

（2）从队首取出一个节点，并将与其相邻且未访问过的节点加入到队尾。

（3）重复步骤（2），直到找到终点或者遍历完所有节点。

以上是栈和队列的一些应用实例，在实际编程过程中需要根据具体情况选择合适的数据结构来解决问题。

栈和队列的应用举例(全)

在一个带有多个终端的计算机系统中同时有多个用户需要使用cpu运行各自的应用程序它们分别通过各自的终端向操作系统提出使用cpu的请求操作系统通常按照每个请求在时间上的先后顺序将它们排成一个队列每次把cpu分配给当前队首的请求用户即将该用户的应用程序投入运行当该程序运行完毕或用完规定的时间片后操作系统再将cpu分配给新的队首请求用户这样即可以满足每个用户的请求又可以使cpu正常工作
1 0 0 0
1 0 1 1
0 0 0 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 2 3 2 4 3 2 1 4
1 1 2 2 3 2 4 4 4 4
-1 1 1 3 3 4 5 5 5 7
队列的应用
【例】汽车加油站
随着城市里汽车数量的急速增长，汽车加油站也渐渐多了起来。通常汽车加油站的结构基本上是：入口和出口为单行道，加油车道可能有若干条。每辆车加油都要经过三段路程，第一段是在入口处排队等候进入加油车道；第二段是在加油车道排队等候加油；第三段是进入出口处排队等候离开。实际上，这三段都是队列结构。若用算法模拟这个过程，就需要设置加油车道数加2个队列。
{ { ( { (
(3)“{”进栈 (4)“{”退栈, “}”与“{”匹配
3.判定刮号不匹配的方法例. ( ...{ ...{ ...}...] ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ (1) (2) (3) (4) (5)
(
(5)“{”退栈，“]”与“{”不匹配
行编辑程序例. data stru**cture
↑ 栈底 ↑ 栈顶
例. # 4 + 2 * 3 – 12 / ( 7 – 5 ) # s1 s2
→
4
#
栈s1最后的顶(底)元素为表达式的值

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