数据顺序栈实验报告

一、实验目的
1. 理解顺序栈的定义、性质和基本操作。

2. 掌握顺序栈的顺序存储结构及其实现方法。

3. 熟练运用顺序栈解决实际问题，如进制转换、括号匹配等。

4. 提高编程能力和问题解决能力。

二、实验环境
1. 操作系统：Windows 10
2. 编程语言：C语言
3. 开发环境：Visual Studio
三、实验内容
1. 顺序栈的定义和性质
2. 顺序栈的顺序存储结构及其实现
3. 顺序栈的基本操作：入栈、出栈、判空、判满、取栈顶元素
4. 顺序栈的应用：进制转换、括号匹配
四、实验步骤
1. 定义顺序栈的数据结构
```c
#define MAXSIZE 100 // 顺序栈的最大容量
typedef struct {
char data[MAXSIZE]; // 存储栈中元素的数据数组
int top; // 栈顶指针
} SeqStack;
```
2. 初始化顺序栈
```c
void InitStack(SeqStack S) {
S->top = -1; // 初始化栈顶指针为-1，表示栈为空
}
```
3. 判断栈是否为空
```c
int StackEmpty(SeqStack S) {
return S.top == -1; // 栈顶指针为-1时，表示栈为空
}
```
4. 判断栈是否满
```c
int StackFull(SeqStack S) {
return S.top == MAXSIZE - 1; // 栈顶指针等于最大容量减1时，表示栈满}
```
5. 入栈操作
```c
void Push(SeqStack S, char x) {
if (StackFull(S)) {
printf("栈满\n");
return;
}
S->data[++S->top] = x; // 将元素x压入栈顶
}
```
6. 出栈操作
```c
char Pop(SeqStack S) {
if (StackEmpty(S)) {
printf("栈空\n");
return 0;
}
return S->data[S->top--]; // 返回栈顶元素，并将栈顶指针减1 }
```
7. 取栈顶元素
```c
char GetTop(SeqStack S) {
if (StackEmpty(S)) {
printf("栈空\n");
return 0;
}
return S.data[S.top]; // 返回栈顶元素
}
```
8. 顺序栈的应用
（1）进制转换
```c
void DecimalToBinary(SeqStack S, int num) {
SeqStack binaryStack;
InitStack(&binaryStack);
while (num > 0) {
Push(&binaryStack, (num % 2) + '0'); // 将余数压入栈中
num /= 2;
}
printf("十进制数 %d 转换为二进制数为：", num);
while (!StackEmpty(binaryStack)) {
printf("%c", Pop(&binaryStack)); // 依次弹出栈中元素，得到二进制数
}
printf("\n");
}
```
（2）括号匹配
```c
int BracketMatch(char str) {
SeqStack stack;
InitStack(&stack);
for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
if (str[i] == '(' || str[i] == '[' || str[i] == '{') {
Push(&stack, str[i]); // 将左括号压入栈中
} else if (str[i] == ')' || str[i] == ']' || str[i] == '}') {
if (StackEmpty(stack)) {
return 0; // 右括号多于左括号，不匹配
}
char top = Pop(&stack); // 弹出栈顶元素
if ((str[i] == ')' && top != '(') || (str[i] == ']' &&
top != '[') || (str[i] == '}' && top != '{')) {
return 0; // 左右括号不匹配
}
}
}
return StackEmpty(stack); // 栈为空，表示括号匹配
}
```
五、实验结果与分析
1. 实验结果
通过实验，成功实现了顺序栈的定义、性质、顺序存储结构、基本操作和应用。

例如，在进制转换实验中，将十进制数123转换为二进制数1111011；在括号匹配实验中，判断字符串"{[()]}{"中的括号是否匹配，结果为不匹配。

2. 实验分析
通过本次实验，加深了对顺序栈的理解，掌握了顺序栈的顺序存储结构及其实现方法。

在实验过程中，发现顺序栈在实际应用中具有较高的实用性，如进制转换、括号匹配等。

同时，提高了编程能力和问题解决能力。

六、实验体会
本次实验使我更加深入地理解了顺序栈的概念、性质和应用。

通过实际编程，掌握了顺序栈的基本操作，提高了编程能力。

同时，在解决实际问题的过程中，锻炼了问题解决能力。

在今后的学习中，将继续深入学习数据结构，为实际应用打下坚实基础。