魔王语言 数据结构试验报告

魔王语言系统解释一、需求分析[问题描述]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，没人能听的懂。

但他的语言是可以逐步解释成人能懂得语言的，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...βn（2）(θδ1δ2...δn)->θδnθδn-1...θδ1θ在这两种形式中，从左到右均表示解释；从右到左表示抽象。

试写一个魔王解释系统，把他的话解释成人能听懂得话。

[基本要求]用下述两条具体规则和上述规则形式（2）实现。

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（a,b1,s,y1等）表示可以用大写或小写字母代换的变量。

魔王语言可含人的词汇。

（1）B->tAdA(2) A->sae[测试数据]B（einxgz）B解释成 tsaedsaeezegexeneietsaedsae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“天上一个鹅地上一个鹅鹅追鹅赶鹅下鹅蛋鹅恨鹅天上一个鹅地上一个鹅。

”t d s a e z G x n i天地上一个鹅追赶下蛋恨[实现提示]将魔王的语言自右至左进栈，总是处理栈顶。

若是开括号，则逐一出栈，将字母顺序入队列，直至闭括号出栈，并按规则要求逐一出队列再处理后入栈。

其他情形较简单，请读者思考如何处理，应首先实现栈和队列的基本运算二、概要设计为实现上述程序功能，应以栈和队列来表示。

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

StackEmpty（S）初始条件：栈S已经存在。

操作结果：若栈S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE。

Push（&S,e）初始条件：栈S已经存在。

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已经存在。

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为：ADTQueue｛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=1，2，......，n｝基本操作：ListInitiate (&Q)操作结果：构造一个空队列Q。

StackEmpty（Q）初始条件：队列Q已经存在。

操作结果：若队列Q为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE。

EnQueue（&Q,e）初始条件：队列Q已经存在。

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：队列Q已经存在。

操作结果：删除Q的对头元素，并以e返回其值。

} ADT Queue2.程序包含四个模块：1）主程序模块：Void main(){初始化；For（）{接受处理命令；}接受处理；}2）栈模块——实现栈的抽象数据类型；3）队列模块——实现队列的抽象数据类型。

4）魔王语言解释模块——定义线性表的结点结构。

各模块的之间的调用关系如下：主程序模块魔王语言解释模块栈模块队列模块三、详细设计1. 栈类型struct Stack{char* base;char* top;int stacksize;};2. 队列类型struct Stack{char* base;char* top;int stacksize;};struct LinkQueue{struct Queue* front;struct Queue* rear;};3.栈的基本操作//构造栈void InitStack(struct Stack &s){s.base=(char*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char)); s.top=s.base;s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;}//往栈中压入元素void Push(struct Stack &s,char e){if(s.top-s.base>=STACK_INIT_SIZE){s.base=(char*)realloc(s.base,(s.stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(char)); s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=STACK_INCREMENT;}*(s.top)=e;s.top++;}//取出栈中的元素void Pop(struct Stack &s,char &e){e=*--s.top;}//判断栈是否为空int StackEmpty(struct Stack s){if(s.top==s.base) return 1;else return 0;}//清空栈void ClearStack(struct Stack &s){s.top=s.base;}4队列的基本操作//构造队列void InitQueue(struct LinkQueue &q){q.front=q.rear=(struct Queue*)malloc(sizeof(struct Queue));q.front->next=NULL;}//元素入队void EnQueue(struct LinkQueue &q,char e){struct Queue* p;p=(struct Queue*)malloc(sizeof(struct Queue));p->data=e;p->next=NULL;q.rear->next=p;q.rear=p;}//元素出队void DeQueue(struct LinkQueue &q,char &e) {struct Queue* p;p=q.front->next;e=p->data;q.front->next=p->next;if(q.rear==p) q.rear=q.front;free(p);}//判断队列是否为空，如果对为空，返回，否则返回int QueueEmpty(struct LinkQueue q) {if(q.front==q.rear) return 1;else return 0;}//把字符数组从右至左压入栈中void InStack(char* ch,struct Stack &s){int i,L=0;while(ch[L]!='\0') L++;for(i=L-1;i>=0;i--) Push(s,ch[i]);}4.主函数和其他函数的算法（含注释）：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACK_INCREMENT 10int main(){printf("**************************************************************\n");printf("* **************************** *\n");printf("* * 魔王语言解释系统* *\n");printf("* **************************** *\n");printf("* 班级：物联网工程1001班*\n");printf("* 姓名: ******** *\n");printf("* 学号: 0909100818 *\n");printf("**************************************************************\n\n");int xunhuan=1;printf("请输入你想要解释的魔王语言：\n");while (xunhuan==1) //一个总循环控制整个程序的重复进行{char A[]="sae"; //大写字母作为字符数组名存放小写字母char B[]="tsaedsae";char flag='0'; //flag用来标记处理括号char e1,key,e2,e;int mark=1; //标记输入的魔王语言是否在允许的范围之内int f=1; // 判断括号是否匹配char MoWang[100]="\0"; //定义一个魔王变量，存放待解释的语言字符struct Stack S; //作为栈存储元素，为后续操作和输出做准备struct Stack temp; //用来处理括号外的元素InitStack(S);InitStack(temp);struct LinkQueue Q;InitQueue(Q);gets(MoWang); //变量MoWang存储输入的语言InStack(MoWang,S); //把要解释的魔王语言压入栈中while(!StackEmpty(S)) //把魔王语言进行出栈，不符合语言的进行提示{Pop(S,e1);if(e1=='('){if(StackEmpty(S)){printf("魔王语言错误!\n");mark=0;f=0;break;}while(!StackEmpty(S)){Pop(S,e1);if(e1==')'){f=1;break;}else if(!(e1>='a'&&e1<='z')&&!(e1>='A'&&e1<='Z')){printf("魔王语言错误！\n");mark=0;break;}}if(mark==0)break;if(f!=1){printf("魔王语言错误！\n");break;}}else if(e1==')'){printf("魔王语言错误！\n");mark=0;break;}else if(!(e1>='a'&&e1<='z')&&!(e1>='A'&&e1<='Z')){printf("魔王语言错误！\n");mark=0;break;}}if(mark==1&&f==1) //对符合语言规则的魔王语言进行规则处理{ClearStack(S);InStack(MoWang,S); //把魔王语言从右至左压栈存放while(!StackEmpty(S)) //栈不空时，用栈temp进行存储不带括号内元素的元素{Pop(S,e1);if(e1=='B'||e1=='A') Push(temp,e1);else if(e1=='(') //用队存储括号中的元素{Push(temp,flag); //有括号的话就用flag标记Pop(S,e1);while(e1!=')') //把括号中的元素存入队列中{EnQueue(Q,e1);Pop(S,e1);}if(!QueueEmpty(Q)) DeQueue(Q,key); //将队头的元素赋值给key}else Push(temp,e1);}while(!StackEmpty(temp)) //将魔王说的语言规则地压入栈s 中{Pop(temp,e1);if(e1!=flag) Push(S,e1); //把括号外的元素压入中else{while(!QueueEmpty(Q)) //处理括号中的元素进栈{DeQueue(Q,e2);Push(S,key);Push(S,e2);}Push(S,key); //最后还要压一个key}}printf("解释后的语言为：\n");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if(e=='B') printf("%s",B);else if(e=='A') printf("%s",A);else printf("%c",e);}printf("\n");while(!QueueEmpty(Q)) //翻译成对应的汉字{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;case 'B' : printf("天上一只鹅地上一只鹅");break;case 'A' : printf("上一只鹅");break;default : printf("*");break;}}printf("\n");}printf("再次输入魔王语言(按数字键：0----退出)\n");scanf("%d",&xunhuan);}return 0;}四、调试分析1.函数调用。