云南大学数据结构实验3

实验难度： A □ B C □

学期：2017秋季学期

任课教师: 储星

实验题目: 栈和队列及其应用

组员及组长:

承担工作：

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完成提交时间： 2018 年 11 月 18 日

一、【实验构思（Conceive）】(10%)

（本部分应包括：描述实验实现的基本思路，包括所用到的离散数学、工程数学、程序设计等相关知识，对问题进行概要性地分析）

魔王语言的解释规则：

B →tAdA；A→ sae；(ehnxgz) → ezegexenehe 则魔王语言B(ehnxgz)B解释成tsaedsaeezegexenehetsaedsae

大写字母表示魔王语言的词汇，小写字母表示人的词汇语言,魔王语言中可以包含括号，魔王语言的产生式规则在程序中给定，当接收用户输入的合法的魔王语言时，通过调用魔王语言翻译函数来实现翻译。

在 A 的基础上，（根据产生式）自定义规则，将一段魔王的话翻译为有意义的人类语言（中文）：

字母-汉字对应表:

"t d s a e z g x n h"

"天地上一个鹅追赶下蛋恨"

运用了离散数学的一些基本知识及程序设计知识。

二、【实验设计(Design)】(20%)

（本部分应包括：抽象数据类型的定义和基本操作说明，程序包含的模块以及各模块间的调用关系，关键算法伪码描述及程序流程图等，如有界面则需包括界面设计，功能说明等）

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：

typedef struct stack

{

char *base; // 顺序栈的栈底指针

char *top; // 顺序栈的栈顶

int stacksize; // 栈元素空间的大小

}stack; // 结构体类型顺序栈

基本操作：

ListInitiate (&S) 构造一个空栈S。

StackEmpty（S）栈S已经存在。若栈S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE。Push（&S,e）栈S已经存在。在栈S的栈顶插入新的栈顶元素e。

Pop（&S,&e）栈S已经存在。删除S的栈顶元素，并以e返回其值。

2. 设定队列的抽象数据类型定义为：

typedef struct QNode

{

char data;

struct QNode *next;

}*LinkQueueNode;

typedef struct

{

LinkQueueNode front;

LinkQueueNode rear;

}LinkQueue;

/*结构体队列类型*/

基本操作：

ListInitiate (&Q) 构造一个空队列Q。

StackEmpty（Q）队列Q已经存在。若队列Q为空，则返回TRUE，否则返回FALSE。EnQueue（&Q,e）队列Q已经存在。插入元素e为Q的新的队尾元素。

DeQueue（&Q,&e）队列Q已经存在。删除Q的队头元素，并以e返回其值。

2.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、【实现（Implement）】(30%)

（本部分应包括：抽象数据类型各操作的具体实现代码、关键操作的具体算法实现、函数实现，主程序实现等，并给出关键算法的时间复杂度分析。如有界面则需包括界面的关键实现方法等。）

栈的基本操作：

int Initstack(stack &s)// 初始化空栈

{

s.base = (char*)malloc(100 * sizeof(char));

if (!s.base)exit(0);

s.top = s.base;

s.stacksize = 100;

return 1;

}

int StackEmpty(stack s)// 判断栈是否为空

{

if (s.top == s.base)return 1;

return 0;

}

void push(stack &s, char e)// 入栈

{

if (s.top - s.base >= s.stacksize)

{

s.base = (char*)realloc(s.base, (s.stacksize + 10) * sizeof(char));

if (!s.base)exit(0);

s.top = s.base + s.stacksize;

s.stacksize += 10;

}

*s.top++ = e;

}

int pop(stack &s, char &e)// 出栈

{

if (s.top == s.base)exit(0);

e = *--s.top;

return 1;

}

队列的基本操作：

int InitQueue(LinkQueue &Q)// 初始化空队列

{

Q.front = Q.rear = (LinkQueueNode)malloc(sizeof(LinkQueueNode));

if (!Q.front)exit(-1);

Q.front->next = NULL;

return 1;

}

int QueueEmpty(LinkQueue Q)// 判断队列是否为空

{

if (Q.front == Q.rear)return 1;

return 0;

}

int EnQueue(LinkQueue &q, char e)// 入队列

{

LinkQueueNode p;

p = (LinkQueueNode)malloc(sizeof(QNode));

if (!p)exit(-1);

p->data = e;

p->next = NULL;

q.rear->next = p;

q.rear = p;

return 1;

}

char DeQueue(LinkQueue &q, char &e)// 删除队列队头元素并返回其值{

LinkQueueNode p;

if (q.front == q.rear)return 0;

p = q.front->next;

e = p->data;

q.front->next = p->next;

if (q.rear == p)q.rear = q.front;

free(p);

return e;

}

魔王语言解释的具体实现：

void checke(char e)// 翻译列表根据弹栈字母转化为汉字并打印

void transmite(stack s)// 翻译模块

{

LinkQueue q;

InitQueue(q);

char c, e;

printf("魔王是说：");

while (!StackEmpty(s))// 若栈不为空则开始翻译

{

pop(s, e);