数据结构栈与队列的实验报告

数据结构栈与队列的实验报告

实验概述

本次实验的目的是通过对栈和队列进行实现和应用，加深对数据结构中的栈和队列的

理解和巩固操作技能。栈和队列作为常见的数据结构在程序开发中得到了广泛的应用，本

次实验通过 C++ 语言编写程序，实现了栈和队列的基本操作，并对两种数据结构进行了

应用。

实验内容

1. 栈的实现

栈是一种先进后出的数据结构，具有后进先出的特点。通过使用数组来实现栈，实现

入栈、出栈、输出栈顶元素和清空栈等操作。

对于入栈操作，将元素插入到数组的栈顶位置；对于出栈操作，先将数组的栈顶元素

弹出，再使其下移，即将后面的元素全部向上移动一个位置；输出栈顶元素则直接输出数

组的栈顶元素；清空栈则将栈中所有元素全部清除即可。

3. 栈和队列的应用

利用栈和队列实现八皇后问题的求解。

八皇后问题，是指在8×8 的国际象棋盘上放置八个皇后，使得任意两个皇后都不能

在同一行、同一列或者同一对角线上。

通过使用栈来保存当前八皇后的位置，逐个放置皇后并检查是否有冲突。如果当前位

置符合要求，则将位置保存到栈中，并继续查询下一个皇后的位置。

通过使用队列来进行八数码问题的求解。

八数码问题，是指在3×3 的矩阵中给出 1 至 8 的数字和一个空格，通过移动数字，最终将其变为 1 2 3 4 5 6 7 8 空的排列。

通过使用队列，从初始状态出发，枚举每种情况，利用队列进行广度遍历，逐一枚举

状态转移，找到对应的状态后进行更新，周而复始直到找到正确的答案。

实验结果

通过使用 C++ 语言编写程序，实现了栈和队列的基本操作，并对八皇后和八数码问

题进行了求解。程序执行结果如下：

栈和队列实现的基本操作都能够正常进行，并且运行效率较高。栈和队列的实现方便了程序编写并加速了程序运行。

2. 八皇后问题的求解

通过使用栈来求解八皇后问题，可以得到一组成立的解集。

图中展示了求解某一种八皇后问题的过程。从左到右是棋盘的列数，从上到下是棋盘的行数，通过栈的操作，求出了在棋盘上符合不同要求（不在同一行、同一列和斜线上）的八皇后位置。

图中展示了从初始状态开始，依次更新状态，找到最终正确状态的过程。

总之，本次实验拓展了我的数据结构知识，对于以后的程序开发有很大的帮助。