栈和队列——数据结构实验报告

实习报告

题目：设计一个演示用运算优先法对算数表达式求职过程的程序。班级：姓名：学号：完成日期：

一、需求分析

1建立运算数栈SqStack1和运算符栈SqStack2辅助分析算符有限关系.

2用户输入以“#”结尾的算数表达式，本程序需要用户自行输入表达式（运算符可以是加（+）；减（-）；乘（*）；除（/）；括号（（））），以字符形式读入，在读入的同时，完成运算符和运算数的识别处理，在识别出运算数的同时，要将其字符序列形式转换成整数形式。

3在程序的适当位置输出运算符栈、运算数栈、输入字符和主要操作的内容，即演示运算操作。

4测试数据见原题。

5程序执行的命令包括：

（1）建立算数表达式；

（2）得到运算表达式的值；

（3）演示运算过程。

二、概要设计

1.设定栈的抽象数据类型定义：

ADT Stack{

数据对象

D＝{ ai | ai ∈charSet, i=1,2,...,n, n≥0 }

数据关系：

R1＝{ | ai-1, ai∈D, i=2,...,n }

（约定an 端为栈顶，a1 端为栈底）

基本操作：

InitStack（&S）

操作结果：构造一个空栈S。

Gettop(S,&e)

初始条件：栈S已存在。

操作结果：若栈S不空，则以e返回栈顶元素。

Push(&S,e)

初始条件：栈S 已存在。

操作结果：插入元素e 为新的栈顶元素。

Pop(&S,&e)

初始条件：栈S 已存在且非空。

操作结果：删除S 的栈顶元素，并用e 返回其值。}ADT Stack

2.本程序包括三个模块

（1）主程序模块：

V oid main( )

{

初始化；

函数；

}

（2）栈模块——实现栈抽象数据类型

（3）运算模块——实现运算并演示其过程模块各模块之间调用关系如下：

三、详细设计

1、元素类型、结点类型

typedef struct{

int *base;

int *top;

int stacksize;

}SqStack1; //操作数栈

typedef struct{

char *base;

char *top;

int stacksize;

}SqStack2; //操作符栈

2、栈类型

typedef struct{

char *base;

char *top;

int stacksize;

}Stack; //栈类型

栈的基本操作设置如下：

void InitStack(Stack &S)

//初始化，设S为空栈（S.top=NULL）

Status GetTop(Stack S,ElemType e)

//若栈S不空，则以e带回栈顶元素并返回TRUE，否则返回FALSE

Status Push(Stack&S,ElemType e)

//若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e，并返回TRUE，

//否则返回FALSE其中部分操作的算法：

Status Push(Stack &S,ElemType e)

{

//若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e，并返回TRUE；

//否则栈不变，并返回FALSE

if(MakeNode(p,e)){

P.next=S.top;S.top=p;

S.size++;

Return TRUE;

}

else return FALSE;

}

Status Pop(Stack &S,ElemType &e)

{

//若栈不空，则删除S的栈顶元素并以e带回其值，且返回TRUE，

//否则返回FALSE，且e无意义

if(StackEmpty(S)) return FALSE;

else{

p=S.top;S.top=S.top->next;

e=p->:data;S.size--;

return TRUE;

}

}

3、运算代码

int Operate(int a,char theta,int b) //计算表达式值：主要是将大的表达式转化成小的表达式进行逐步求值

{

int c;

if(theta=='+') c=a+b;

else if(theta=='-') c=a-b;

else if(theta=='*') c=a*b;

else c=a/b;

return c;

}//Operate

int result(SqStack1 *OPND,SqStack2 *OPTR) //求值

{

char a=0;

char theta;

int b,c,number=0;

IntInitStack(OPND);

CharInitStack(OPTR);

CharPush(OPTR,'#');

a=getchar();

while(a!='#' || CharGetTop(OPTR)!='#')

{

printf("输入字符：%c ",a);

if(!In(a)) //不是运算符则进栈

{

number=0;

while(!In(a))

{

number = number*10 +(a-48); //处理多位整数z=10*x+y

a = getchar();

}

IntPush(OPND,number);

printf("主要操作：Push(OPND,%d) ",number);

}

else

switch(Precede(a,CharGetTop(OPTR)))

{

case '<':

CharPush(OPTR,a);

a=getchar();

printf("主要操作：Push(OPTR,%c) ",a);

break;

case '=':

CharPop(OPTR);

a=getchar();

printf("主要操作：Pop(OPTR,%c) ",a);

break;

case '>':

theta=CharPop(OPTR);

c=IntPop(OPND);

b=IntPop(OPND);

IntPush(OPND,Operate(b,theta,c));

printf("主要操作：Operate(%d,%c,%d) ",b,theta,c);

break;

}

printf("OPND栈：%d OPTR 栈：%c\n",IntGetTop(OPND),CharGetTop(OPTR));

}