栈和队列基本操作的实现与应用C++
数据结构实验指导书（C++）-栈、队列、串的操作
数据结构实验指导书（C++）-栈、队列、串的操作实验二栈、队列、串的操作实验类型：验证性实验要求：必修实验学时： 2学时一、实验目的：参照给定的栈类和队列类的程序样例，验证给出的栈和队列的常见算法，并结合线性表类实现有关串的操作。
二、实验要求：1、掌握栈、队列、串的特点。
掌握特殊线性表的常见算法。
2、提交实验报告，报告内容包括：目的、要求、算法描述、程序结构、主要变量说明、程序清单、调试情况、设计技巧、心得体会。
三、实验内容：1. 堆栈类测试和应用问题。
要求：(1)设计一个主函数实现对顺序堆栈类和链式堆栈类代码进行测试。
测试方法为：依次把数据元素1,2,3,4,5入栈，然后出栈堆栈中的数据元素并在屏幕上显示。
(2)定义数据元素的数据类型为如下形式的结构体：typedef struct{ char taskname[10];//任务名int taskno; //任务号｝DataType；设计一个包含5个数据元素的测试数据，并设计一个主函数实现依次把5个数据元素入栈，然后出栈堆栈中的数据元素并在屏幕上显示。
2. 队列类测试和应用问题。
要求：设计一个主函数对循环队列类和链式队列类代码进行测试.测试方法为：依次把数据元素1,2,3,4,5入队，然后出队中的数据元素并在屏幕上显示。
3．设计串采用顺序存储结构，编写函数实现两个串的比较Compare(S, T)。
要求比较结果有大于、等于和小于三种情况。
*4. 设计算法利用栈类实现把十进制整数转换为二至九进制之间的任一进制输出。
*5. 设计串采用静态数组存储结构，编写函数实现串的替换Replace(S, start, T, V)，即要求在主串S中，从位置start开始查找是否存在子串T，若主串S中存在子串T，则用子串V替换子串T，且函数返回1；若主串S中不存在子串T，则函数返回０。
并要求设计主函数进行测试。
一个测试例子为：S＝”I am a student”，T=”student”，V=”teacher “。
实验二 栈和队列的基本操作实现及其应用
实验二栈和队列的基本操作实现及其应用一、实验目的1、熟练掌握栈和队列的基本操作在两种存储结构上的实现。
2、会用栈和队列解决简单的实际问题。
二、实验内容（可任选或全做）题目一、试写一个算法，判断依次读入的一个以@为结束符的字符序列，是否为回文。
所谓“回文“是指正向读和反向读都一样的一字符串,如“321123”或“ableelba”。
相关常量及结构定义：# define STACK_INIT_SIZE 100# define STACKINCREMENT 10# define OK 1# define ERROR 0typedef int SElemType;//栈类型定义typedef struct SqStack{ SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;}SqStack;设计相关函数声明：判断函数：int IsReverse()栈：int InitStack(SqStack &S )int Push(SqStack &S, SElemType e )int Pop(SqStack &S,SElemType &e)int StackEmpty(s)题目二、编程模拟队列的管理，主要包括：出队列、入队、统计队列的长度、查找队列某个元素e、及输出队列中元素。
[实现提示]：参考教材循环队列的有关算法，其中后两个算法参考顺序表的实现。
题目三、RailsDescriptionThere is a famous railway station in PopPush City. Country there is incredibly hilly. The station was built in last century. Unfortunately, funds were extremely limited thattime. It was possible to establish only a surface track. Moreover, it turned out that the station could be only a dead-end one (see picture) and due to lack of available space it could have only one track.The local tradition is that every train arriving from the direction A continues in the direction B with coaches reorganized in some way. Assume that the train arriving from the direction A has N <= 1000 coaches numbered in increasing order 1, 2, ..., N. The chief for train reorganizations must know whether it is possible to marshal coaches continuing in the direction B so that their order will be a1, a2, ..., aN. Help him and write a program that decides whether it is possible to get the required order of coaches. You can assume that single coaches can be disconnected from the train before they enter the station and that they can move themselves until they are on the track in the direction B. You can also suppose that at any time there can be located as many coaches as necessary in the station. But once a coach has entered the station it cannot return to the track in the direction A and also once it has left the station in the direction B it cannot return back to the station.InputThe input consists of blocks of lines. Each block except the last describes one train and possibly more requirements for its reorganization. In the first line of the block there is the integer N described above. In each of the next lines of the block there is a permutation of 1, 2, ..., N. The last line of the block contains just 0.The last block consists of just one line containing 0.OutputThe output contains the lines corresponding to the lines with permutations in the input.A line of the output contains Yes if it is possible to marshal the coaches in the order required on the corresponding line of the input. Otherwise it contains No. In addition,there is one empty line after the lines corresponding to one block of the input. There is no line in the output corresponding to the last ``null'' block of the input. Sample Input51 2 3 4 55 4 1 2 366 5 4 3 2 1Sample OutputYesNoYes题目四、Sliding WindowDescriptionAn array of size n≤ 106 is given to you. There is a sliding window of size k which is moving from the very left of the array to the very right. You can only see the k numbers in the window. Each time the sliding window moves rightwards by one position. Following is an example:The array is [1 3 -1 -3 5 3 6 7], and k is 3.Window position Minimum value Maximum value[1 3 -1] -3 5 3 6 7 -131 [3 -1 -3] 5 3 6 7 -331 3 [-1 -3 5] 3 6 7 -351 3 -1 [-3 5 3] 6 7 -351 3 -1 -3 [5 3 6] 7 361 3 -1 -3 5 [3 6 7]37Your task is to determine the maximum and minimum values in the sliding window at each position.InputThe input consists of two lines. The first line contains two integers n and k which are the lengths of the array and the sliding window. There are n integers in the second line.OutputThere are two lines in the output. The first line gives the minimum values in the window at each position, from left to right, respectively. The second line gives the maximum values.Sample Input8 31 3 -1 -3 5 3 6 7Sample Output-1 -3 -3 -3 3 33 3 5 5 6 7题目五（选作考查串知识）DNA Evolution【Description】Evolution is a seemingly random process which works in a way which resembles certain approaches we use to get approximate solutions to hard combinatorial problems. You are now to do something completely different.Given a DNA string S from the alphabet {A,C,G,T}, find the minimal number of copy operations needed to create another string T. You may reverse the strings you copy, and copy both from S and the pieces of your partial T. You may put these pieces together at any time. You may only copy contiguous parts of your partial T, and all copied strings must be used in your final T.Example: From S= “ACTG” create T= “GTACTAATAAT”1.Get GT......... by copying and reversing "TG" from S.2.Get GT AC... by copying "AC" from S.3.Get GTAC TA….. by copying "TA" from the partial T.4.Get GTACTA AT by copying and reversing "TA" from the partial T.5.Get GTACTAAT AAT by copying "AAT" from the partial T.【Input】The first line of input gives a single integer, 1 ≤k≤10, the number of test cases. Then follow, for each test case, a line with the string S , length of S is less then 19, and a line with the string T , length of T is less then 19.【Output】Output for each test case the number of copy operations needed to create T from S, or "impossible" if it cannot be done.【Sample Input】4ACGTTGCAACACGTTCGATCGAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA【Sample output】1impossible46题目六（选作考查数组知识）Magic Squares描述Following the success of the magic cube, Mr. Rubik invented its planar version, called magic squares. This is a sheet composed of 8 equal-sized squares:1 2 3 48 7 6 5In this task we consider the version where each square has a different color. Colors are denoted by the first 8 positive integers. A sheet configuration is given by the sequence of colors obtained by reading the colors of the squares starting at the upper left corner and going in clockwise direction. For instance, the configuration of Figure 3 is given by the sequence (1,2,3,4,5,6,7,8). This configuration is the initial configuration.Three basic transformations, identified by the letters `A', `B' and `C', can be applied to a sheet:∙'A': exchange the top and bottom row,∙'B': single right circular shifting of the rectangle,∙'C': single clockwise rotation of the middle four squares.Below is a demonstration of applying the transformations to the initial squares given above:A:8 7 6 51 2 3 4B:4 1 2 35 8 7 6C:1 72 48 6 3 5All possible configurations are available using the three basic transformations.You are to write a program that computes a minimal sequence of basic transformations that transforms the initial configuration above to a specific target configuration.输入A single line with eight space-separated integers (a permutation of (1..8)) that are the target configuration.输出样例输入2 6 8 4 5 73 1样例输出7BCABCCB三、实验步骤㈠、数据结构与核心算法的设计描述㈡、函数调用及主函数设计（可用函数的调用关系图说明）㈢程序调试及运行结果分析㈣实验总结四、主要算法流程图及程序清单1、主要算法流程图：2、程序清单（程序过长，可附主要部分）//int IsReverse(){ ….while( (e=getchar())!='@'){e 依次入栈、入队 //push(S,e);EnQueue(Q,e);……..}While(!StackEmpty(S)) { pop(S,a);DeQueue(Q,b);If(a!=b) return 0;}return 1;}。
c语言用两个栈实现队列,分别写出入队和出队的算法。注意可以直接调用队列和栈的基 -回复
c语言用两个栈实现队列,分别写出入队和出队的算法。
注意可以直接调用队列和栈的基-回复C语言是一种广泛使用的编程语言，具有强大的功能和灵活性。
队列和栈是常见的数据结构，用于解决各种实际问题。
在本文中，我们将讨论如何使用两个栈来实现队列，并分别介绍入队和出队的算法。
队列是一种操作受限的线性数据结构，遵循先进先出（FIFO）的原则。
栈是另一种操作受限的线性数据结构，遵循后进先出（LIFO）的原则。
通过利用两个栈的特性，我们可以实现队列的所有操作。
一、入队算法实现将元素插入队列的过程被称为入队。
在使用两个栈实现队列时，我们可以将一个栈作为输入栈，另一个栈作为输出栈。
下面是入队的算法实现：1. 首先，检查两个栈是否为空。
2. 如果输出栈不为空，则将输出栈中的所有元素依次出栈并入栈到输入栈中，以确保新插入的元素插入到栈底。
3. 将新元素插入到输入栈的栈顶。
4. 入队完成。
下面是使用C语言编写的入队算法示例代码：cvoid enqueue(int item, Stack *inputStack, Stack *outputStack) { 检查输出栈是否为空if (!is_empty(outputStack)) {while (!is_empty(outputStack)) {将输出栈中的元素依次出栈并插入到输入栈中int popped_item = pop(outputStack);push(popped_item, inputStack);}}将新元素插入到输入栈的栈顶push(item, inputStack);}二、出队算法实现将元素从队列中移除的过程被称为出队。
在使用两个栈实现队列时，我们同样可以利用一个栈作为输入栈，另一个栈作为输出栈。
下面是出队的算法实现：1. 首先，检查输出栈是否为空。
2. 如果输出栈为空，则将输入栈中的所有元素依次出栈并入栈到输出栈中，以确保最早进入的元素在输出栈的栈顶。
3. 从输出栈的栈顶移除一个元素，并返回该元素。
数据结构——用C语言描述(第3版)教学课件第3章 栈和队列
if(S->top==-1) /*栈为空*/
return(FALSE);
else
{*x = S->elem[S->top];
return(TRUE);
}
返回主目录}[注意]：在实现GetTop操作时，也可将参数说明SeqStack *S 改为SeqStack S，也就是将传地址改为传值方式。传 值比传地址容易理解，但传地址比传值更节省时间、 空间。
返回主目录
算法:
void BracketMatch(char *str) {Stack S; int i; char ch; InitStack(&S); For(i=0; str[i]!='\0'; i++) {switch(str[i])
{case '(': case '[': case '{':
3.1.3 栈的应用举例
1. 括号匹配问题
思想：在检验算法中设置一个栈，若读入的是左括号， 则直接入栈，等待相匹配的同类右括号；若读入的是 右括号，且与当前栈顶的左括号同类型，则二者匹配， 将栈顶的左括号出栈，否则属于不合法的情况。另外， 如果输入序列已读尽，而栈中仍有等待匹配的左括号， 或者读入了一个右括号，而栈中已无等待匹配的左括 号，均属不合法的情况。当输入序列和栈同时变为空 时，说明所有括号完全匹配。
return(TRUE);
}
返回主目录
【思考题】
如果将可利用的空闲结点空间组织成链栈来管理，则申 请一个新结点（类似C语言中的malloc函数）相当于链 栈的什么操作？归还一个无用结点（类似C语言中的 free函数）相当于链栈的什么操作？试分别写出从链栈 中申请一个新结点和归还一个空闲结点的算法。
数据结构C语言版 实验报告
数据结构C语言版实验报告一、实验目的本次实验旨在通过使用 C 语言实现常见的数据结构，加深对数据结构基本概念、原理和操作的理解，提高编程能力和解决实际问题的能力。
二、实验环境操作系统：Windows 10编程环境：Visual Studio 2019编程语言：C 语言三、实验内容1、线性表顺序表的实现与操作链表的实现与操作2、栈和队列栈的实现与应用（表达式求值）队列的实现与应用（模拟排队）3、树和二叉树二叉树的遍历（前序、中序、后序）二叉搜索树的实现与操作4、图图的存储结构（邻接矩阵、邻接表）图的遍历（深度优先搜索、广度优先搜索）四、实验步骤及结果1、线性表顺序表的实现与操作定义顺序表的数据结构，包括数组和表的长度。
实现顺序表的初始化、插入、删除、查找等操作。
测试顺序表的各种操作，输出操作结果。
｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>define MAX_SIZE 100typedef struct ｛int dataMAX_SIZE;int length;｝ SeqList;／／初始化顺序表void initList(SeqList L) ｛L>length ＝ 0;｝／／插入元素到顺序表int insertList(SeqList L, int pos, int element) ｛if （L>length ＞＝ MAX_SIZE ｜｜ pos ＜ 0 ｜｜ pos ＞ L>length) ｛return 0;｝for （int i ＝ L>length 1; i ＞＝ pos; i) ｛L>datai ＋ 1 ＝ L>datai;｝L>datapos ＝ element;L>length+＋；return 1;｝／／删除顺序表中的元素int deleteList(SeqList L, int pos) ｛if （pos ＜ 0 ｜｜ pos ＞＝ L>length) ｛return 0;｝for （int i ＝ pos; i ＜ L>length 1; i+＋）｛L>datai ＝ L>datai ＋ 1;｝L>length;return 1;｝／／查找顺序表中的元素int searchList(SeqList L, int element) ｛for （int i ＝ 0; i ＜ Llength; i+＋）｛if （Ldatai ＝＝ element) ｛return i;｝｝return －1;｝int main(）｛SeqList L;initList(＆L)；insertList(＆L, 0, 10)；insertList(＆L, 1, 20)；insertList(＆L, 2, 30)；printf(＂顺序表元素: ＂）；for （int i ＝ 0; i ＜ Llength; i+＋）｛printf(＂％d ＂， Ldatai)；｝printf(＂＼n"）；int pos ＝ searchList(L, 20)；if （pos!＝－1) ｛printf(＂元素 20 在顺序表中的位置: ％d\n"， pos)；｝ else ｛printf(＂顺序表中未找到元素 20\n"）；｝deleteList(＆L, 1)；printf(＂删除元素后的顺序表元素: ＂）；for （int i ＝ 0; i ＜ Llength; i+＋）｛printf(＂％d ＂， Ldatai)；｝printf(＂＼n"）；return 0;｝｀｀｀实验结果：成功实现顺序表的初始化、插入、删除、查找等操作，输出结果符合预期。
数据结构(C语言)第3章 栈和队列
Data Structure
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栈的顺序存储（顺序栈）
利用一组地址连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数 据元素。 结构定义： #define STACK_INIT_SIZE 100; // 存储空间初始分配量 #define STACKINCREMENT 10; // 存储空间分配增量 typedef struct { SElemType *base; // 存储空间基址 SElemType *top; // 栈顶指针 int stacksize; // 当前已分配的存储空间，以元素位单位 } SqStack;
解决方案2：
顺序栈单向延伸——使用一个数组来存储两个栈
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两栈共享空间 两栈共享空间：使用一个数组来存储两个栈，让一个 栈的栈底为该数组的始端，另一个栈的栈底为该数组 的末端，两个栈从各自的端点向中间延伸。
Data Structure
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链栈需要加头结点吗？ 链栈不需要附设头结点。
Data Structure
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栈的链接存储结构及实现
Data Structure
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GetTop(S, &e) 初始条件：栈 S 已存在且非空。 操作结果：用 e 返回S的栈顶元素。 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。
Data Structure
数据结构栈和队列实验报告
数据结构栈和队列实验报告实验报告：数据结构栈和队列一、实验目的1.了解栈和队列的基本概念和特点；2.掌握栈和队列的基本操作；3.掌握使用栈和队列解决实际问题的方法。
二、实验内容1.栈的基本操作实现；2.队列的基本操作实现；3.使用栈和队列解决实际问题。
三、实验原理1.栈的定义和特点：栈是一种具有后进先出(LIFO)特性的线性数据结构，不同于线性表，栈只能在表尾进行插入和删除操作，称为入栈和出栈操作。
2.队列的定义和特点：队列是一种具有先进先出(FIFO)特性的线性数据结构，不同于线性表，队列在表头删除元素，在表尾插入元素，称为出队和入队操作。
3.栈的基本操作：a.初始化：建立一个空栈；b.入栈：将元素插入栈的表尾；c.出栈：删除栈表尾的元素，并返回该元素；d.取栈顶元素：返回栈表尾的元素，不删除。
4.队列的基本操作：a.初始化：建立一个空队列；b.入队：将元素插入队列的表尾；c.出队：删除队列表头的元素，并返回该元素；d.取队头元素：返回队列表头的元素，不删除。
四、实验步骤1.栈的实现：a.使用数组定义栈，设置栈的大小和栈顶指针；b.实现栈的初始化、入栈、出栈和取栈顶元素等操作。
2.队列的实现：a.使用数组定义队列，设置队列的大小、队头和队尾指针；b.实现队列的初始化、入队、出队和取队头元素等操作。
3.使用栈解决实际问题：a.以括号匹配问题为例，判断一个表达式中的括号是否匹配；b.使用栈来实现括号匹配，遍历表达式中的每个字符，遇到左括号入栈，遇到右括号时将栈顶元素出栈，并判断左右括号是否匹配。
4.使用队列解决实际问题：a.以模拟银行排队问题为例，实现一个简单的银行排队系统；b.使用队列来模拟银行排队过程，顾客到达银行时入队，处理完业务后出队，每个顾客的业务处理时间可以随机确定。
五、实验结果与分析1.栈和队列的基本操作实现：a.栈和队列的初始化、入栈/队、出栈/队以及取栈顶/队头元素等操作均能正常运行；b.栈和队列的时间复杂度均为O(1)，操作效率很高。
《数据结构(C语言)》第3章 栈和队列
栈
❖ 栈的顺序存储与操作 ❖ 1.顺序栈的定义
(1) 栈的静态分配顺序存储结构描述 ② top为整数且指向栈顶元素 当top为整数且指向栈顶元素时，栈空、入栈、栈满 及出栈的情况如图3.2所示。初始化条件为 S.top=-1。
(a) 栈空S.top==-1 (b) 元素入栈S.stack[++S.top]=e (c) 栈满S.top>=StackSize-1 (d) 元素出栈e=S.stack[S.top--]
/*栈顶指针，可以指向栈顶
元素的下一个位置或者指向栈顶元素*/
int StackSize; /*当前分配的栈可使用的以 元素为单位的最大存储容量*/
}SqStack;
/*顺序栈*/
Data structures
栈
❖ 栈的顺序存储与操作 ❖ 1.顺序栈的定义
(2) 栈的动态分配顺序存储结构描述 ① top为指针且指向栈顶元素的下一个位置 当top为指针且指向栈顶元素的下一个位置时，栈空 、入栈、栈满及出栈的情况如图3.3所示。初始化条 件为S.top=S.base。
…，n-1，n≥0} 数据关系：R={< ai-1，ai>| ai-1，ai∈D，i=1，2
，…，n-1 } 约定an-1端为栈顶，a0端为栈底 基本操作：
(1) 初始化操作：InitStack(&S) 需要条件：栈S没有被创建过 操作结果：构建一个空的栈S (2) 销毁栈：DestroyStack(&S) 需要条件：栈S已经被创建 操作结果：清空栈S的所有值，释放栈S占用的内存空间
return 1;
}
Data structures
栈
栈和队列的应用
栈和队列的应用栈和队列是计算机科学中非常重要的数据结构，它们在各种应用中被广泛使用。
本文将探讨栈和队列的应用，并讨论它们在不同场景下的具体用途。
一、栈的应用1. 浏览器的前进后退功能在使用浏览器时，我们可以通过点击前进按钮或后退按钮来切换网页。
这种功能实际上是由一个栈来实现的。
当我们访问新的网页时，当前页面被推入栈中，当我们点击后退按钮时，栈顶的页面被弹出并显示在浏览器中。
2. 函数调用栈在编写程序时，函数的调用和返回也是通过栈来管理的。
每当一个函数被调用时，相关的信息（例如参数、返回地址等）会被推入栈中，当函数执行完毕后，这些信息会从栈中弹出，程序会回到函数调用的地方继续执行。
3. 括号匹配在编写编译器或表达式计算器时，需要检查括号是否正确匹配。
这个问题可以使用栈来解决。
遍历表达式时，遇到左括号将其推入栈中，遇到右括号时，若栈顶元素是对应的左括号，则将栈顶元素弹出，继续处理下一个字符；若栈为空或栈顶元素不是对应的左括号，则括号不匹配。
二、队列的应用1. 消息队列消息队列是一种在分布式系统中实现异步通信的机制。
它常用于解耦系统中的组件，例如，一个组件将消息发送到队列中，而另一个组件则从队列中接收消息并处理。
这种方式可以提高系统的可伸缩性和可靠性。
2. 打印队列在打印机系统中，多个任务需要按照先后顺序进行打印。
这时可以使用队列来管理打印任务的顺序。
每当一个任务到达时，将其加入到队列的末尾，打印机从队列的头部取出任务进行打印，直到队列为空。
3. 广度优先搜索广度优先搜索（BFS）是一种常用的图搜索算法，它使用队列来辅助实现。
在BFS中，首先将起始节点加入队列中，然后依次将与当前节点相邻且未访问过的节点入队，直到遍历完所有节点。
结论栈和队列作为常用的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。
本文只介绍了它们部分的应用场景，实际上它们还可以用于解决其他许多问题，如迷宫路径搜索、计算器计算等。
因此，了解和熟练运用栈和队列是程序员和计算机科学家的基本素养之一。
栈和队列的基本操作方法
栈和队列的基本操作方法栈和队列是常见的数据结构，它们在计算机科学中有着广泛的应用。
栈和队列都是一种线性数据结构，但它们在插入和删除元素的方式上有所不同。
接下来，将介绍栈和队列的基本操作方法，包括定义、插入、删除和查询等。
一、栈（Stack）的基本操作方法：1. 定义：栈是一种先进后出（Last-In-First-Out，LIFO）的数据结构。
类似于现实生活中的一叠盘子，只能在栈顶进行操作。
2.创建栈：可以使用数组或链表作为栈的底层数据结构。
通过创建一个空数组或链表，称之为栈顶指针或栈顶节点，初始时指向空，表示栈为空。
3. 入栈（Push）：将一个元素添加到栈顶。
需要将新增元素放在栈顶指针或栈顶节点之后，更新栈顶指针或栈顶节点的指向。
4. 出栈（Pop）：删除栈顶元素，并返回删除的元素值。
需要将栈顶指针或栈顶节点向下移动一个位置，指向下一个元素。
5. 获取栈顶元素（Top）：返回栈顶元素的值，但不删除该元素。
只需访问栈顶指针或栈顶节点所指向的元素即可。
6. 判断栈是否为空（isEmpty）：通过检查栈顶指针或栈顶节点是否为空来判断栈是否为空。
二、队列（Queue）的基本操作方法：1. 定义：队列是一种先进先出（First-In-First-Out，FIFO）的数据结构。
类似于现实生活中的排队，按照先后顺序依次进入队列，先进入队列的元素首先被删除。
2.创建队列：可以使用数组或链表作为队列的底层数据结构。
通过创建一个空数组或链表，分别设置一个队首指针和一个队尾指针，初始时指向空，表示队列为空。
3. 入队（Enqueue）：将一个元素添加到队尾。
需要将新增元素放在队尾指针或队尾节点之后，更新队尾指针或队尾节点的指向。
4. 出队（Dequeue）：删除队首元素，并返回删除的元素值。
需要将队首指针或队首节点向下移动一个位置，指向下一个元素。
5. 获取队首元素（Front）：返回队首元素的值，但不删除该元素。
数据结构(c语言版)第三版习题解答
数据结构(c语言版)第三版习题解答数据结构（C语言版）第三版习题解答1. 栈(Stack)1.1 栈的基本操作栈是一种具有特定限制的线性表，它只允许在表的一端进行插入和删除操作。
栈的基本操作有：（1）初始化栈（2）判断栈是否为空（3）将元素入栈（4）将栈顶元素出栈（5）获取栈顶元素但不出栈1.2 栈的实现栈可以使用数组或链表来实现。
以数组为例，声明一个栈结构如下：```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储栈中的元素int top; // 栈顶指针} Stack;```1.3 栈的应用栈在计算机科学中有广泛的应用，例如计算表达式的值、实现函数调用等。
下面是一些常见的栈应用：（1）括号匹配：使用栈可以检查一个表达式中的括号是否匹配。
（2）中缀表达式转后缀表达式：栈可以帮助我们将中缀表达式转换为后缀表达式，便于计算。
（3）计算后缀表达式：使用栈可以方便地计算后缀表达式的值。
2. 队列(Queue)2.1 队列的基本操作队列是一种按照先进先出（FIFO）原则的线性表，常用的操作有：（1）初始化队列（2）判断队列是否为空（3）将元素入队（4）将队头元素出队（5）获取队头元素但不出队2.2 队列的实现队列的实现一般有循环数组和链表两种方式。
以循环数组为例，声明一个队列结构如下：```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储队列中的元素int front; // 队头指针int rear; // 队尾指针} Queue;```2.3 队列的应用队列在计算机科学中也有广泛的应用，例如多线程任务调度、缓存管理等。
下面是一些常见的队列应用：（1）广度优先搜索：使用队列可以方便地实现广度优先搜索算法，用于解决图和树的遍历问题。
（2）生产者-消费者模型：队列可以用于实现生产者和消费者之间的数据传输，提高系统的并发性能。
数据结构实验二
数据结构实验二数据结构实验二：队列与栈的实现一、实验目的本实验旨在通过实现队列和栈数据结构，加深对队列和栈实现原理的理解，并熟练掌握队列和栈的基本操作。
二、实验要求1.使用C/C++语言实现队列的基本操作：初始化队列、入队、出队、判空、判满等。
2.使用C/C++语言实现栈的基本操作：初始化栈、入栈、出栈、判空、判满等。
3.验证队列和栈的实现是否正确。
4.分析队列和栈的时间复杂度，并给出实验结果。
5.撰写实验报告，包括实验目的、实验原理、实验步骤、程序源代码、实验结果和分析、实验总结等内容。
三、实验原理1.队列：队列是一种先进先出(FIF0)的数据结构。
在队列中，数据元素按照进入队列的顺序排列，首元素是最先进入的元素，尾元素是最后进入的元素。
队列的基本操作有：初始化队列、入队、出队、判空、判满等。
2.栈：栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构。
在栈中，数据元素按照进入栈的顺序排列，但是只能从栈顶进出，即最后进入的元素最先出栈。
栈的基本操作有：初始化栈、入栈、出栈、判空、判满等。
四、实验步骤1.实现队列的基本操作：1.初始化队列：创建一个空队列，并设置相关指针。
2.入队：将新元素插入到队尾。
3.出队：将队头元素删除，并返回其值。
4.判空：判断队列是否为空。
5.判满：判断队列是否已满。
2.实现栈的基本操作：1.初始化栈：创建一个空栈，并设置相关指针。
2.入栈：将新元素压入栈顶。
3.出栈：将栈顶元素弹出，并返回其值。
4.判空：判断栈是否为空。
5.判满：判断栈是否已满。
3.编写测试代码，验证队列和栈的基本操作是否正确。
4.进行性能测试，分析队列和栈的时间复杂度。
五、实验结果与分析1.队列的时间复杂度：●初始化队列：O(1)●入队：O(1)●出队：O(1)●判空：O(1)●判满：O(1)2.栈的时间复杂度：●初始化栈：O(1)●入栈：O(1)●出栈：O(1)●判空：O(1)●判满：O(1)3.根据实验结果可以看出，队列和栈的基本操作的时间复杂度都是O(1)，即常数时间复杂度，具有高效性。
数据结构 3.1栈和队列(顺序及链栈定义和应用)
假设从终端接受了这样两行字符： whli##ilr#e（s#*s) outcha@putchar(*s=#++)；
则实际有效的是下列两行： while (*s) putchar(*s++)；
例4：迷宫求解
通常用 “回溯 试探方 法”求 解
##########
# Q # $ $ $ #
#
# #$ $ $ # #
3.1 栈的类型定义
实例引进 考虑问题：一个死胡同，宽度只能够一辆车进 出，现有三辆汽车依次进入胡同停车，后A车 要离开，如何处理？ 用计算机模拟以上问题
小花车
小明家 小花家 能能家 点点家 强强家
小花车
点点车 强强车
基本概念
栈(STACK) ——一种限定性的 数据结构，限定只能在表的一端 进行插入和删除的线性表。
# $ $ # #
#
## ##
##
# #
##
# # #
#
## # ## # # #
#
Q #
##########
求迷宫路径算法的基本思想
若当前位置“可通”，则纳入路径，继续( 向东)前进; 若当前位置“不可通”，则后退，换方向 继续探索; 若四周“均无通路”，则将当前位置从路 径中删除出去。
一 顺序栈
顺序栈存储的特点 顺序栈各个基本操作顺序实现 完整的顺序栈c语言程序 模拟停车场
一 顺序栈
存储特点
利用一组地址连续的存储单元依次存放 自栈底到栈顶的数据元素
c语言中可用数组来实现顺序栈
设置栈顶指针Top
elem[arrmax]
a1 a2 a3 a4
Top
top的值
elem[arrmax]
c++ stack的用法
c++ stack的用法一、概述栈（Stack）是一种数据结构，它遵循后进先出（LIFO，LastInFirstOut）的原则，即最后进入的数据会被最先取出。
栈在计算机科学中常用于实现函数的调用、参数传递以及局部变量存储等。
二、基本操作1.初始化栈：可以使用`malloc()`函数为栈分配内存空间，并使用`calloc()`函数将内存空间清零。
2.入栈（Push）：将数据元素压入栈中。
可以使用`push()`函数实现。
3.出栈（Pop）：将栈顶元素取出并返回。
可以使用`pop()`函数实现。
4.获取栈顶元素：可以使用`top()`函数获取栈顶元素。
5.检查栈是否为空：可以使用`empty()`函数检查栈是否为空。
三、示例代码以下是一个简单的C语言代码示例，展示了如何使用栈实现一个简单的计数器：```c#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#defineMAX_SIZE10typedefstruct{intdata[MAX_SIZE];inttop;}Stack;voidinitStack(Stack*s){s->top=-1;}voidpush(Stack*s,intvalue){ if(s->top==MAX_SIZE-1){ printf("Stackisfull!\n"); return;}s->data[++s->top]=value;}intpop(Stack*s){if(s->top==-1){printf("Stackisempty!\n"); return-1;}returns->data[s->top--];}intmain(){Stacks;initStack(&s);push(&s,1);push(&s,2);push(&s,3);printf("Topelement:%d\n",pop(&s));//输出：Topelement:3printf("Poppedelement:%d\n",pop(&s));//输出：Poppedelement:2printf("Stacksize:%d\n",s.top);//输出：Stacksize:1return0;}```四、注意事项1.栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，因此在进行出栈操作时，需要特别小心，以避免出现数据丢失或错误的情况。
数据结构栈和队列实验报告
数据结构栈和队列实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和掌握数据结构中的栈和队列的基本概念、操作原理以及实际应用。
通过编程实现栈和队列的相关操作，加深对其特性的认识，并能够运用栈和队列解决实际问题。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，开发工具为Visual Studio 2019。
三、实验原理（一）栈栈（Stack）是一种特殊的线性表，其操作遵循“后进先出”（Last In First Out，LIFO）的原则。
可以将栈想象成一个只有一端开口的容器，元素只能从开口端进出。
入栈操作（Push）将元素添加到栈顶，出栈操作（Pop）则从栈顶移除元素。
（二）队列队列（Queue）也是一种线性表，但其操作遵循“先进先出”（FirstIn First Out，FIFO）的原则。
队列就像是排队买票的队伍，先到的人先接受服务。
入队操作（Enqueue）将元素添加到队列的末尾，出队操作（Dequeue）则从队列的头部移除元素。
四、实验内容（一）栈的实现与操作1、定义一个栈的数据结构，包含栈顶指针、存储元素的数组以及栈的最大容量等成员变量。
2、实现入栈（Push）操作，当栈未满时，将元素添加到栈顶，并更新栈顶指针。
3、实现出栈（Pop）操作，当栈不为空时，取出栈顶元素，并更新栈顶指针。
4、实现获取栈顶元素（Top）操作，返回栈顶元素但不进行出栈操作。
5、实现判断栈是否为空（IsEmpty）和判断栈是否已满（IsFull）的操作。
（二）队列的实现与操作1、定义一个队列的数据结构，包含队头指针、队尾指针、存储元素的数组以及队列的最大容量等成员变量。
2、实现入队（Enqueue）操作，当队列未满时，将元素添加到队尾，并更新队尾指针。
3、实现出队（Dequeue）操作，当队列不为空时，取出队头元素，并更新队头指针。
4、实现获取队头元素（Front）操作，返回队头元素但不进行出队操作。
5、实现判断队列是否为空（IsEmpty）和判断队列是否已满（IsFull）的操作。
chap003 栈和队列-数据结构(C语言版)-严蔚敏-清华大学出版社
例三、行编辑程序问题
如何实现？
“每接受一个字符即存入存储器” ?
并不恰当！
在用户输入一行的过程中，允许 用户输入出差错，并在发现有误时 可以及时更正。 合理的作法是：
设立一个输入缓冲区，用以接受 用户输入的一行字符，然后逐行存 入用户数据区，并假设“#”为退格 符，“@”为退行符。
GetTop(S, &e) 初始条件：栈 S 已存在且非空。 操作结果：用 e 返回 S 的栈顶
元素。
a1 a2 … … an
ClearStack(&S) 初始条件：栈 S 已存在。 操作结果：将 S 清为空栈。
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。
分析可能出现的不匹配的情况:
• 到来的右括弧并非是所“期待” • 的到；来的是“不速之客”；
• 直到结束，也没有到来所“期待” 的括弧。
算法的设计思想：
1）凡出现左括弧，则进栈；
2）凡出现右括弧，首先检查栈是否空 若栈空，则表明该“右括弧”多余， 否则和栈顶元素比较， 若相匹配，则“左括弧出栈” ， 否则表明不匹配。
} // conversion
例二、 括号匹配的检验 假设在表达式中 （［］（））或［（［ ］［ ］）］ 等为正确的格式， ［（ ］）或（［（ ））或 （（）］) 均为不正确的格式。
则 检验括号是否匹配的方法可用 “期待的急迫程度”这个概念来描述。
例如：考虑下列括号序列： [( [ ][ ] )] 1 2 34 5 6 7 8
switch (ch) {
数据结构-使用C语言 朱战立 第3章堆栈和队列
top
D top C B A
D C B A
top
D C B A
top
顺序栈出栈函数的核心语句： S->top --; d = S->stack[S->top];
17
例5、 设依次进入一个栈的元素序列为c，a，b，d，则 可得到出栈的元素序列是：
Ａ）a，b，c，d Ｃ）b，c，d，a
Ｂ）c，d，a，b Ｄ）a，c，d，b
初始化堆栈S 堆栈S非空否 入栈 出栈 取栈顶数据元素
11
二、堆栈的顺序表示和实现 1、顺序（堆）栈
顺序存储结构的堆栈。
顺序栈S an an-1 …… 栈顶top
2、顺序栈的存储结构
它是利用一组地址连续的存储 单元依次存放自栈底到栈顶的数据 元素，同时设指针top指示当前栈顶 位置。
ai …… a1 a0
具体方法：顺序扫描算术表达式（表现为一个字符串）， 当遇到三种类型的左括号时让该括号进栈； 1. 当扫描到某一种类型的右括号时，比较当前栈顶括号是 否与之匹配，若匹配则退栈继续进行判断； 2. 若当前栈顶括号与当前扫描的括号不相同，则左右括号 配对次序不正确； 3. 若字符串当前为某种类型左括号而堆栈已空，则右括号 多于左括号； 4. 字符串循环扫描结束时，若堆栈非空（即堆栈中尚有某 种类型左括号），则说明左括号多于右括号；否则，左 右括号匹配正确。
14
顺序栈S
高地址
栈顶top
an an-1 …… ai …… a1 a0 入栈口诀：堆栈指针top “先 压后加” : S[top++]=an 栈底base 出栈口诀：堆栈指针top “先 减后弹” : e=S[--top]
低地址
栈不存在的条件： base=NULL; 栈为空的条件 ： base=top或top<=0； 栈满的条件 ： top-base=MaxSize;
数据结构实用教程(C语言版) 第3章 栈和队列
3.1.1 栈的概念
假设有一个栈S=（a1，a2，…，an），栈 中元素按a1，a2，…，an的次序进栈后， 进栈的第一个元素a1为栈底元素，出栈的第 一个元素an为栈顶元素，也就是出栈的操作 是按后进先出的原则进行的，其结构如图31所示。
图3-1栈结构示意图
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3.1.2栈的基本操作
3.1.3顺序栈
由于栈是操作受限制的线性表，因此与线性表类似，栈也 有两种存储结构，即顺序存储结构和链式存储结构。 1. 顺序栈的定义 栈的顺序存储结构称为顺序栈。类似于顺序表的类型定义，顺 序栈是用一个预设的足够长度的一维数组和一个记录栈顶元素 位置的变量来实现。顺序栈中栈顶指针与栈中数据元素的关1.3顺序栈
3. 顺序栈的基本操作实现
（3）进栈操作 进栈操作的过程如图3-3所示。先判断栈S如图3-3（a） 是否为满，若不满再将记录栈顶的下标变量top加1如 图3-3（b），最后将进栈元素放进栈顶位置上如图33（c）所示，算法描述见算法3.3。
图3-3 进栈操作过程图
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栈除了在栈顶进行进栈与出栈外，还有初始化、判空 等操作，常用的基本操作有： （1）初始化栈InitStack(S)。其作用是构造一个空 栈 S。 （2）判断栈空EmptyStack(S)。其作用是判断是 否是空栈，若栈S为空，则返回1；否则返回0。 （3）进栈Push(S,x)。其作用是当栈不为满时，将 数据元素x插入栈S中，使其为栈S的栈顶元素。 （4）出栈Pop(S,x)。其作用是当栈S不为空时，将 栈顶元素赋给x，并从栈S中删除当前栈顶元素。 （5）取栈顶元素GetTop(S,x)。其作用是当栈S不 为空时，将栈顶元素赋给x并返回，操作结果只是 读取栈顶元素，栈S不发生变化。 返回到本节目录
《数据结构》课程实验实训报告--堆栈和队列的基本操作。
if(StackTop(myStack,&x)==0)
{
printf("error!\n");
return;
}
else
printf("The element of local top is :%d\n",x);
printf("The sequence of outing elements is:\n");
(*head)->next = NULL;
}/*判非空操作：*/
int StackNotEmpty(LSNode *head) /*判堆栈是否非空，非空返回1；空返回0*/
{
if(head->next == NULL) return 0; else return 1;
}/*入栈操作：*/
int StackPush(LSNode *head, DataType x) /*把数据元素x插入链式堆栈head的栈顶作为新的栈顶*/ { LSNode *p; if((p = (LSNode *)malloc(sizeof(LSNode))) == NULL) { printf("内存空间不足无法插入! \n"); return 0; } p->data = x; p->next = head->next; /*新结点链入栈顶*/ head->next = p; /*新结点成为新的栈顶*/ return 1; } /*出栈操作：*/
依次把5个元素入栈然后出栈并在屏幕上显示出栈的数据元对顺序循环队列常规的方法是使用队尾指针和队头指针队尾指针用于指示当前的队尾位置下标队头指针用于指示当前的队头位置下标
《数据结构》课程实验实训报告
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12学生实验报告（三）一、实验综述1、实验目的及要求实现栈和队列的基本操作，完成进制转换和括号匹配两个算法。
2、实验仪器、设备或软件设备：计算机软件：Windows xp + Visual studio 6.0二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）#include<iostream>using namespace std;#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10typedef struct{char *base;char *top;int stacksize;}SqStack;void InitStack(SqStack &S);void display(SqStack &S);void InitStack(SqStack &S){S.base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE *sizeof(char));if(!S.base)cout<<"存储分配失败!";else{S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;cout<<"输入进制数”;int number;cin>>number;cout<<"请输入栈中的字符串:";int i;for(i=0;i<number;i++){cin>>*(S.top);S.top++;}}}void display(SqStack &S){char *p;p=S.base;while(p!=S.top){cout<<*p;p++;}cout<<endl;}void pipei(SqStack &S){char *a,*b;a=S.base;b=a;int c;do{if(*a=='{'||*a=='('){for(;b!=S.top;b++){if((*b)=='}'&&*a=='{'||*a=='('&&*b==')')elsec=0;}a++;}elsea++;}while(a!=S.top);if(c==1)cout<<"括号匹配!"<<endl;elsecout<<"括号不匹配!"<<endl;}void main(){SqStack s;InitStack(s);display(s);pipei(s);}#include<iostream>using namespace std;#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10typedef struct{int *base;int *top;int stacksize;}SqStack;void InitStack(SqStack &S);void display(SqStack &S);void jzzh(SqStack &S);void showjzzh(SqStack &S);void InitStack(SqStack &S){S.base=(int *)malloc(STACK_INIT_SIZE *sizeof(int));if(!S.base)cout<<"存储分配失败";{S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;cout<<"输入占栈的节点的个数”;int number;cin>>number;int i;for(i=0;i<number;i++){cout<<"请输入第"<<i+1<<"个结点的数据";cin>>*(S.top);S.top++;}}}void display(SqStack &S){int *p;p=S.base;while(p!=S.top){cout<<*p<<" ";p++;}cout<<endl;}void jzzh(SqStack &S){int y,i,b,j=0,k,c=0;cout<<"输入进制数”;cin>>y;int *a;a=S.base;do{b=0;j=0;c=0;i=*(S.base);dob=b*10+i%y;if(b==0)j++;i=i/y;}while(i!=0);for(k=0;k<j;k++){b=b*10;}j=0;do{c=c*10+b%10;if(c==0)j++;b=b/10;}while(b!=0);for(k=0;k<j;k++){c=c*10;}*(S.base)=c;S.base++;}while(S.base!=S.top);S.base=a;}void showjzzh(SqStack &S){cout<<"进制之后的数据是:"<<endl;int *p;p=S.base;while(p!=S.top){cout<<*p<<" ";p++;}cout<<endl;}void main(){SqStack s;InitStack(s);jzzh(s);showjzzh(s);}#include<iostream>using namespace std;#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10typedef struct{char *base;char *top;int stacksize;}SqStack;void InitStack(SqStack &S);void display(SqStack &S);void InitStack(SqStack &S){S.base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE *sizeof(char));if(!S.base)cout<<"存储分配失败!";else{S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;cout<<"输入进制数”;int number;cin>>number;cout<<"请输入栈中的字符串:";int i;for(i=0;i<number;i++){cin>>*(S.top);S.top++;}}}void display(SqStack &S){char *p;while(p!=S.top){cout<<*p;p++;}cout<<endl;}void pipei(SqStack &S){char *a,*b;a=S.base;b=a;int c;do{if(*a=='{'||*a=='('){for(;b!=S.top;b++){if((*b)=='}'&&*a=='{'||*a=='('&&*b==')')c=1;elsec=0;}a++;}elsea++;}while(a!=S.top);if(c==1)cout<<"括号匹配!"<<endl;elsecout<<"括号不匹配!"<<endl;}void main(){SqStack s;InitStack(s);display(s);pipei(s);}三、结论1、实验结果2、分析讨论主要是创建栈的问题，如何使用栈内节点的元素问题。
创建好了栈好之后再和括号的用法想配合。
主要抓住栈的先进后出的特征。
评语：成绩：指导教师签名：批阅日期：。