TCU_ZzR_实验3 栈和队列
数据结构实验三栈和队列的应用
第三章栈和队列的应用【实验目的】1.熟练掌握栈和队列的结构,以及这两种数据结构的特点;2.能够在两种存储结构上实现栈的基本运算,特别注意栈满和栈空的判断条件及描述方法;3.熟练掌握链队列和循环队列的基本运算,并特别注意队列满和队列空的判断条件和描述方法;第一节知识准备一、栈:1. 基本概念栈是一种限定仅在表的一端进行插入与删除操作的线性表。
允许进行插入与删除操作的这一端称为栈顶,而另一端称为栈底,不含元素的空表称为空栈,插入与删除分别称进栈与出栈。
由于插入与删除只能在同一端进行,所以较先进入栈的元素,在进行出栈操作时,要比较后才能出栈。
特别是,最先进栈者,最后才能出栈,而最晚进栈者,必最先出栈。
因此,栈也称作后进先出(Last In First Out)的线性表,简称LIFO表。
栈示意图见图3-12. 栈的抽象数据类型定义:ADT Stack{数据对象:D={ | ∈ElemSet, i=1,2,...,n, n>=0}数据关系:R1={< , >| , ∈D, i=2,...,n}基本操作:InitStack(&S) 构造一个空栈SStackEmpty(S) 判断栈S是否为空StackLength(S) 返回栈S的元素个数,即栈的长度GetTop(S,&e) 取栈S的栈顶元素Push(&S,e) 将元素e入栈Pop(&S,&e) 删除S的栈顶元素并用e返回其值(即出栈)}ADT Stack3. 栈的表示:栈有两种存储表示方法:顺序存储结构和链式存储结构。
(1)顺序存储结构:#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; //栈底指针SElemType *top; //栈顶指针int StackSize; //栈的当前容量}SqStack;(2)链式存储结构:Typedef struct Lnode{ElemType data;struct Lnode *next;}Lnode, *LinkList;二、队列:1. 与栈相对应,队列是一种先进先出的线性表。
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。
数据结构栈和队列实验报告
数据结构栈和队列实验报告数据结构栈和队列实验报告1.实验目的本实验旨在通过设计栈和队列的数据结构,加深对栈和队列的理解,并通过实际操作进一步掌握它们的基本操作及应用。
2.实验内容2.1 栈的实现在本实验中,我们将使用数组和链表两种方式实现栈。
我们将分别实现栈的初始化、入栈、出栈、判断栈是否为空以及获取栈顶元素等基本操作。
通过对这些操作的实现,我们可将其用于解决实际问题中。
2.2 队列的实现同样地,我们将使用数组和链表两种方式实现队列。
我们将实现队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空以及获取队头元素等基本操作。
通过对这些操作的实现,我们可进一步了解队列的特性,并掌握队列在实际问题中的应用。
3.实验步骤3.1 栈的实现步骤3.1.1 数组实现栈(详细介绍数组实现栈的具体步骤)3.1.2 链表实现栈(详细介绍链表实现栈的具体步骤)3.2 队列的实现步骤3.2.1 数组实现队列(详细介绍数组实现队列的具体步骤)3.2.2 链表实现队列(详细介绍链表实现队列的具体步骤)4.实验结果与分析4.1 栈实验结果分析(分析使用数组和链表实现栈的优缺点,以及实际应用场景)4.2 队列实验结果分析(分析使用数组和链表实现队列的优缺点,以及实际应用场景)5.实验总结通过本次实验,我们深入了解了栈和队列这两种基本的数据结构,并利用它们解决了一些实际问题。
我们通过对数组和链表两种方式的实现,进一步加深了对栈和队列的理解。
通过实验的操作过程,我们也学会了如何设计和实现基本的数据结构,这对我们在日后的学习和工作中都具有重要意义。
6.附件6.1 源代码(附上栈和队列的实现代码)6.2 实验报告相关数据(附上实验过程中所产生的数据)7.法律名词及注释7.1 栈栈指的是一种存储数据的线性数据结构,具有后进先出(LIFO)的特点。
栈的操作主要包括入栈和出栈。
7.2 队列队列指的是一种存储数据的线性数据结构,具有先进先出(FIFO)的特点。
数据结构实验三栈和队列的应用
数据结构实验三栈和队列的应用数据结构实验三:栈和队列的应用在计算机科学领域中,数据结构是组织和存储数据的重要方式,而栈和队列作为两种常见的数据结构,具有广泛的应用场景。
本次实验旨在深入探讨栈和队列在实际问题中的应用,加深对它们特性和操作的理解。
一、栈的应用栈是一种“后进先出”(Last In First Out,LIFO)的数据结构。
这意味着最后进入栈的元素将首先被取出。
1、表达式求值在算术表达式的求值过程中,栈发挥着重要作用。
例如,对于表达式“2 + 3 4”,我们可以通过将操作数压入栈,操作符按照优先级进行处理,实现表达式的正确求值。
当遇到数字时,将其压入操作数栈;遇到操作符时,从操作数栈中弹出相应数量的操作数进行计算,将结果压回操作数栈。
最终,操作数栈中的唯一值就是表达式的结果。
2、括号匹配在程序代码中,检查括号是否匹配是常见的任务。
可以使用栈来实现。
遍历输入的字符串,当遇到左括号时,将其压入栈;当遇到右括号时,弹出栈顶元素,如果弹出的左括号与当前右括号类型匹配,则继续,否则表示括号不匹配。
3、函数调用和递归在程序执行过程中,函数的调用和递归都依赖于栈。
当调用一个函数时,当前的执行环境(包括局部变量、返回地址等)被压入栈中。
当函数返回时,从栈中弹出之前保存的环境,继续之前的执行。
递归函数的执行也是通过栈来实现的,每次递归调用都会在栈中保存当前的状态,直到递归结束,依次从栈中恢复状态。
二、队列的应用队列是一种“先进先出”(First In First Out,FIFO)的数据结构。
1、排队系统在现实生活中的各种排队场景,如银行排队、餐厅叫号等,可以用队列来模拟。
新到达的顾客加入队列尾部,服务完成的顾客从队列头部离开。
通过这种方式,保证了先来的顾客先得到服务,体现了公平性。
2、广度优先搜索在图的遍历算法中,广度优先搜索(BreadthFirst Search,BFS)常使用队列。
从起始节点开始,将其放入队列。
实验三 栈和队列
实验三栈和队列的操作一、实验学时 2学时二、背景知识1.栈:(1).入栈和进栈操作只能从栈顶一端进行;(2).LIFO(后进先出);(3).栈的两种存储定义:顺序栈和链式栈。
2.队列:(1).入队操作从队尾进行,出队操作从对头进行;(2).FIFO(先进先出);(3).队列的两种存储定义:顺序队和链队。
三、目的要求1.掌握栈的顺序表示和实现。
Typedef struct{SelemType *base;SelemType *base;Int stacksize;}sqstack;2.掌握队列的链式表示和实现以及顺序表示和实现。
链队列:Typedef struct Qnode{QelemType data;struct Qnode *next;} Qnode,*Queueptr;Typedef struct{Queueptr front;Queueptr rear;}linkQueue;顺序队列:#define MAXQSIZE 100Typedef struct{Qelemtype *base;int front;int rear;}sqQueue;四、实验内容1.顺序栈和循环队列的创建、入栈(队)、出栈(队)等基本操作。
2.数制转换问题【问题描述】十进制数N和其它d进制数的转换是计算机实现计算的基本问题。
试编制一段程序满足下列要求:对于输入的任意一个非负十进制整数,打印输出与其等值的八进制数。
【基本要求】首先初始化一个顺序栈,通过入栈出栈操作辅助完成数制的转换操作。
五、程序实例:顺序队列的入队和出队操作。
【问题描述】使有数组创建队列。
程序使有选项运行队列的操作,如:输入1表示元素入队,输入2表示元素出队,输入3表示结束程序运行,并且将队列剩余元素输出。
【基本要求】首先使有数组创建队列,然后编写入队函数和出队函数,最后编写主函数。
【测试数据】如:输入队列的元素是:[2][3][4][5][6]取出队列的元素是:[2]剩余队列的元素是:[3][4][5][6]【实现提示】#define MAXQUEUE 10 /* 队列的最大容量 */int queue[MAXQUEUE]; /* 队列的数组定义 */int front = -1; /* 队头 */int rear = -1; /* 队尾 *//*―――――――――――入队―――――――――――*/int enqueue(int value){if ( rear >= MAXQUEUE ) /* 检查队列是否全满 */return -1; /* 无法存入 */rear++; /* 队尾指针前移 */queue[rear] = value; /* 存入队列 */}/*―――――――――――出队―――――――――――*/int dequeue(){if ( front == rear ) /* 检查队列是否为空 */return -1; /* 无法取出 */front++; /* 队头指针前移 */return queue[front]; /* 队列取出 */}。
数据结构_实验三_栈和队列及其应用(可编辑
数据结构_实验三_栈和队列及其应用(可编辑实验三:栈和队列及其应用1.实验目的:1.1掌握栈和队列的定义与基本操作。
1.2理解栈和队列的应用场景。
1.3熟悉栈和队列在计算机程序设计中的应用。
2.实验内容:2.1实现栈数据结构的基本操作:初始化、入栈、出栈、判断栈空、判断栈满、获取栈顶元素。
2.2实现队列数据结构的基本操作:初始化、入队、出队、判断队空、判断队满、获取队头元素。
2.3利用栈实现表达式求值。
2.4 利用队列解决Josephus问题。
3.实验步骤:3.1栈的实现:栈(Stack)是一种后进先出(LIFO)的数据结构,只能在一端进行插入和删除操作。
栈的实现可以使用数组或链表,这里以数组为例。
1)初始化栈:创建一个数组,设定一个栈指针top,初始时top值为-12)入栈操作:栈不满时,将元素插入到数组的top+1位置,然后top值加13)出栈操作:栈不空时,将数组的top位置的元素删除,然后top 值减14)判断栈空:当栈指针top为-1时,表示栈空。
5)判断栈满:当栈指针top达到数组的最大索引值时,表示栈满。
6)获取栈顶元素:栈不空时,返回数组的top位置的元素。
3.2队列的实现:队列(Queue)是一种先进先出(FIFO)的数据结构,插入操作在队尾进行,删除操作在队头进行。
队列的实现可以使用数组或链表,这里以数组为例。
1)初始化队列:创建一个数组,设定两个指针front和rear,初始时front和rear值均为-12)入队操作:队列不满时,将元素插入到数组的rear+1位置,然后rear值加13)出队操作:队列不空时,将数组的front+1位置的元素删除,然后front值加14)判断队空:当front和rear指针相等且都为-1时,表示队空。
5)判断队满:当rear指针达到数组的最大索引值时,表示队满。
6)获取队头元素:队列不空时,返回数组的front+1位置的元素。
3.3表达式求值:使用栈可以实现对表达式的求值。
实验三栈和队列的应用
实验三栈和队列的应用第一篇:实验三栈和队列的应用一、实验目的掌握栈的数据类型描述及栈的特点;掌握栈的顺序存储结构的特点及算法描述;掌握队列的数据类型描述及链式存储结构的特点和算法描述。
二、实验内容停车场管理。
设有一个可以停放n辆汽车的狭长停车场(先进后出),它只有一个大门可以供车辆进出。
车辆按到达停车场时间的先后依次从停车场最里面向大95E8口处停放(最先到达的第一辆车停放在停车场的最里面)。
如果停车场已放满n辆车,则后来的车辆只能在停车场大门外的便道上等待,一旦停车场内有车离开,则排在便道上的第一辆车就可以进入停车场。
停车场内如有某辆车要离开,在它之后进入停车场的车都必须先退出停车场为它让路,待其开出停车场后,这些车再按原来的次序进停车场。
每辆车在离开停车场时,都应根据它在停车场内停留的时间长短交费。
如果停留在便道上的车没进停车场就要离开,允许其离开,不收停车费,并且仍然保持在便道上的车辆次序。
试编程模拟停车场管理。
三、算法描述提示:可以将停车场定义成一个顺序栈s1,便道定义成一个链队列q,而停车场中的某辆车要离开,则在它后面进停车场的车必须让道,让其离开,故还必须有一个临时的顺序栈s2,存放让道的车辆。
当有车辆进停车场时,直接进入s1栈,若s1栈满,则进入便道(链队列q)。
若有s1中车辆x离开时,先让在x后面进栈的车从s1退栈并进栈到s2中,让x离开并收取停车费,然后,再把s2中的所有车辆退栈并重新进入s1栈,最后,将链队列q的队头车辆进栈到s1中并删除队头车辆。
若有链队列q(便道)中的车辆y离开时,从链队列中删除该车辆即可,不收停车费。
车辆的数据可以表示为(车辆编号,到达/离开时间)。
四.程序清单: #include using namespace std;const intStackSize=5;class SeqStack { public:SeqStack(){top=-1;} ~SeqStack(){};void Push(int x);void Push2(int x);int *Return();int Pop(int y);int Count();void PrintStack();private: int data[StackSize];int top;};//入栈void SeqStack::Push(int x){ if(top>=StackSize-1)throw“上溢”;for(int i=0;i<=top+1;i++){if(data[i]==x){cout<<“该车牌已经存在!请重新输入: ”;i=-1;cin>>x;} } top++;data[top]=x;} //返回数组地址int *SeqStack::Return(){ return data;} //临时栈void SeqStack::Push2(int x){ top++;data[top]=x;} //输出函数void SeqStack::PrintStack(){ for(int i=0;i<=top;i++)cout<<“位置为”<int SeqStack::Pop(int y){ if(top==-1)throw“下溢”;int x;x=data[top--];if(y==top+2)data[top+1]=123456789;if(top==-1)data[top+1]=123456789;return x;} //数数int SeqStack::Count(){ return top;}//队列struct Node { int data;Node *next;};class LinkQueue { public: LinkQueue();void EnQueue(int x,int *q);void xzDeQueue(int x);int Count();int DeQueue();private: Node *front,*rear;};//构造函数LinkQueue::LinkQueue(){ Node *s=new Node;s->next=NULL;front=rear=s;} //入队void LinkQueue::EnQueue(int x,int *q){ Node *s=new Node;Node *p=new Node;p=front;while(p){if(p->data ==x){cout<<“便道已有该车牌号,请重新输入: ”;cin>>x;for(int i=0;i<5;i++){if(x==q[i]){cout<<“停车场已有该车牌号,请重新输入: ”;cin>>x;i=-1;}}p=front;} p=p->next;} s->data =x;s->next =NULL;rear->next =s;rear=s;} //出队int LinkQueue::DeQueue(){ if(front==rear)throw“便道无车辆”;Node *p=new Node;int x;p=front->next;x=p->data;front->next =p->next;if(p->next ==NULL)rear=front;delete p;return x;} //计算结点数int LinkQueue::Count(){ Node *p=new Node;p=front;int i=0;while(p&&p->next!=NULL){p=p->next;i++;} return i;} //选择性出队void LinkQueue::xzDeQueue(int x){ if(rear==front)throw“便道无车辆”;Node *p=new Node;p=front;int y;int i=0;for(;p->next!=NULL;p=p->next){if(p->next->data ==x)if(p->next->next!=NULL){Node *q=new Node;q=p->next;y=q->data;p->next =q->next;i=1;delete q;cout<<“车牌号为:”<break;}else{Node *q=new Node;q=p->next;y=q->data;p->next =NULL;i=1;delete q;if(front->next==NULL)rear=front;cout<<“车牌号为:”<break;}} if(i==0)cout<<“无车牌号为:”< SeqStack b;//b是作为临时存放车辆的栈LinkQueue c;//c是作为便道的队列cout<<“tttt1.车辆进入”<cout<<“tttt4.便道车辆离开”<int xh1=1;//xh1为菜单最外层的循环控制变量int time[100];//记录各车辆进入停车场的时间int t1=0;//作为车辆对应的时间编号int money=1;while(xh1==1){cout<<“请选择指令: ”;cin>>zl;switch(zl){case 1:try{int n1=a.Count();int n;cout<<“请输入车牌号: ”;cin>>n;if(n1==4){int *Num=a.Return();for(int i=0;i<=4;i++)if(Num[i]==n){cout<<“停车场已有该车牌号,请重新输入!”; cin>>n;i=-1;}int *CarNum=a.Return();c.EnQueue(n,CarNum);cout<<“停车场已满,请在便道等候!”< break;}a.Push(n);cout<<“请输入进入时间: ”;cin>>time[t1];while(time[t1]<0||time[t1]>=24){cout<<“请输入正确的时间(0~23时):”; cin>>time[t1];}t1++;}catch(char*s){cout<break;case 2:try{int n2;//离开车辆的编号cout<<“请输入要离开的车的位置: ”; cin>>n2;if(a.Count()+1==0){cout<<“该停车场没有车辆,请选择其他操作!”; break;}elsewhile(n2<1||n2>a.Count()+1){cout<<“请输入1~”<cin>>n2;}int j=a.Count();for(int i=0;i<(j+1-n2);i++)b.Push2(a.Pop(n2));a.Pop(n2);int j2=b.Count();for(int i1=0;i1<=j2;i1++)a.Push(b.Pop(n2));int j3=c.Count();int time1;cout<<“请输入离开时间: ”;cin>>time1;while(time1<0||time1>23){cout<<“请输入正确的时间(0~23时): ”;cin>>time1;}int day=0;if(time1{cout<<“离开时间已小于进入时间!请加上停留天数(天):”;cin>>day;while(day<=0){cout<<“输入的天数必须大于0:”;cin>>day;}}cout<<“您的费用是(元): ”<<(time1-time[n2-1]+24*day)*money<for(int i2=0;i2<(j+1-n2);i2++)time[n2-1+i2]=time[n2+i2];t1--;if(j3!=0){a.Push(c.DeQueue());cout<<“ttt通知: 便道车辆请进入停车场!”<cout<<“请输入进入时间: ”;cin>>time[t1];while(time[t1]<0||time[t1]>=24){cout<<“请输入正确的时间(0~23时):”;cin>>time[t1];}t1++;}}catch(char *s){cout<break;case 3:a.PrintStack();break;case 4:int n3;cout<<“请输入离开车辆的车牌号: ”;cin>>n3;try{c.xzDeQueue(n3);}catch(char*s){cout<break;case 5:cout<<“请输入单价: ”;cin>>money;cout<<“修改成功!”<cout<<“当前停车场的费用是:”<break;case 6:xh1=0;break;} } system(“pause”);}心得体会:完成时间:2010-10-30第二篇:实验三栈和队列实验报告三栈和队列班级:姓名:学号:专业:一、实验目的:(1)掌握栈的基本操作的实现方法。
实验三 栈和队列
实验报告三栈和队列一、实验目的:(1)掌握栈的基本操作的实现方法。
(2)利用栈先进后出的特点,解决一些实际问题。
(3)掌握链式队列及循环队列的基本操作算法。
(4)应用队列先进先出的特点,解决一些实际问题。
二、实验内容:1、使用一个栈,将一个十进制转换成二进制。
粘贴源程序:package Q1;public class SeqStack {public int element[];public int top;public static SeqStack p;public SeqStack(int size){this.element=new int[size];this.top=-1;}public void push(int x){this.top++;this.element[this.top]=x;}public int pop(){return this.top==-1 ? -1: (int)this.element[this.top--];}public int get(){return this.top==-1 ? -1: (int)this.element[this.top];}public static void disp(SeqStack p){int t = -2;while(t!=-1){t=p.pop();if(t!=-1)System.out.printf("%d",t);}}public static void fun(int x){int t;while(x!=1){t=x%2;x=x/2;p.push(t);}if(x==1)p.push(x);}public static void main(String args[]){p=new SeqStack(13);fun(99);disp(p);}}粘贴测试数据及运行结果:2、回文是指正读反读均相同的字符序列,如“acdca”、“dceecd”均是回文,但“book”不是回文。
《栈和队列》课件
栈与队列的区别
数据存储方式
栈是后进先出(Last In First Out, LIFO)的数据结构,新元素总是被添加到栈顶,移除 元素时也是从栈顶开始。而队列是先进先出(First In First Out, FIFO)的数据结构,新 元素被添加到队列的尾部,移除元素时从队列的头部开始。
操作方式
栈的主要操作有push(添加元素)和pop(移除元素),而队列的主要操作有enqueue (添加元素)和dequeue(移除元素)。
《栈和队列》ppt课件
目录
CONTENTS
• 栈的定义与特性 • 队列的定义与特性 • 栈与队列的区别与联系 • 栈和队列的实现方式 • 栈和队列的算法实现 • 总结与思考
01 栈的定义与特性
CHAPTER
栈的定义
栈是一种特殊的线性 数据结构,遵循后进 先出(LIFO)原则。
栈中的元素按照后进 先出的顺序排列,最 新加入的元素总是位 于栈顶。
02
如何实现一个队列,并 实现其基本操作( enqueue、dequeue、 front)?
03
栈和队列在应用上有哪 些区别?请举例说明。
04
请设计一个算法,使用 栈实现括号匹配的功能 ,并给出测试用例。
谢谢
THANKS
。
队列的应用场景
任务调度
在任务调度中,可以将任 务按照优先级放入队列中 ,按照先进先出的原则进 行调度。
网络通信
在网络通信中,可以将数 据包放入队列中,按照先 进先出的原则进行发送和 接收。
事件处理
在事件处理中,可以将事 件放入队列中,按照先进 先出的原则进行处理。
03 栈与队列的区别与联系
CHAPTER
应用场景
数据结构栈与队列的实验报告
数据结构栈与队列实验报告学院:数学与计算机学院班级:计算机科学与技术姓名:***学号:************实验三栈与队列一、实验目的:(1)熟练掌握栈和队列的结构以及这两种数据结构的特点、栈与队列的基本操作。
(2)能够在两种存储结构上实现栈的基本运算,特别注意栈满和栈空的判断条件及描述方法;(3)熟练掌握链队列和循环队列的基本运算,并特别注意队列满和队列空的判断条件和描述方法;(4)掌握栈的应用;二、实验要求:(1) 给出程序设计的基本思想、原理和算法描述。
(2) 对源程序给出注释。
(3) 记录程序的运行结果,并结合程序进行分析。
三、程序设计的基本思想、原理和算法描述:四、实验内容:1、利用栈的基本操作将一个十进制的正整数转换成R进制数据,并将其转换结果输出。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <malloc.h>#define stack_init_size 100#define stackincrement 10typedef struct sqstack {int *base;int *top;int stacksize;} sqstack;int StackInit(sqstack *s){ s->base=(int *)malloc(stack_init_size *sizeof(int));if(!s->base)return 0;s->top=s->base;s->stacksize=stack_init_size;return 1;}int Push(sqstack *s,int e){if(s->top-s->base>=s->stacksize){s->base=(int *)realloc(s->base,(s->stacksize+stackincrement)*sizeof(int));if(!s->base)return 0;s->top=s->base+s->stacksize;s->stacksize+=stackincrement;}*(s->top++)=e;return e;}int Pop(sqstack*s,int e){if(s->top==s->base)return0;e=*--s->top;return e;}int stackempty(sqstack*s){if(s->top==s->base){return1;}else{return0;}}int conversion(sqstack*s){int n,e=0,flag=0;printf("输入要转化的十进制数:\n");scanf("%d",&n);printf("要转化为多少进制:2进制、8进制、16进制填数字!\n"); scanf("%d",&flag);printf("将十进制数%d转化为%d进制是:\n",n,flag);while(n){Push(s,n%flag);n=n/flag;}while(!stackempty(s)){e=Pop(s,e);switch(e){case10:printf("A");break;case11:printf("B");break;case 12: printf("C");break;case 13: printf("D");break;case 14: printf("E");break;case 15: printf("F");break;default: printf("%d",e);}}printf("\n");return 0; }int main(){sqstack s;StackInit(&s);conversion(&s);return 0;}2、回文数判断#include<stdio.h>#include<string.h>#define MAX 50#define FALSE 0#define TURE 1//定义栈typedef struct{char elem[MAX];int top;}SeqStack;//定义循环队列typedef struct{char element[MAX];int front;int rear;}SeqQuene;//初始化栈void InitStack(SeqStack *S){S->top = -1;//构造一个空栈}//入栈int Push(SeqStack *S,char x,int cnt) {if(S->top == cnt-1)return(FALSE);S->top++;S->elem[S->top] = x;return(TURE);}//出栈int Pop(SeqStack * S,char * x){if(S->top == -1)return(FALSE);else{*x = S->elem[S->top];S->top--;return(TURE);}}//初始化队列void InitQuene(SeqQuene *Q){Q->front = Q->rear = 0;}//入队int EnterQuene(SeqQuene *Q,char x,int cnt) {if((Q->rear+1)%(cnt+1) == Q->front)return(FALSE);Q->element[Q->rear] = x;Q->rear = (Q->rear+1)%(cnt+1);return(TURE);}//出队int DeleteQuene(SeqQuene *Q,char *x,int cnt) {if(Q->front == Q->rear)return(FALSE);*x = Q->element[Q->front];Q->front = (Q->front+1)%(cnt+1);return(TURE);}//主函数void main(){int i,cnt,flag;SeqStack s;SeqQuene q;char a[MAX],b[MAX],c[MAX];flag=0;printf("请输入由*结束且小于%d的回文序列:\n",MAX); for(i = 0;i<MAX+1;i++){scanf("%c",&a[i]);if(a[i] == '*')break;}cnt = i;InitStack(&s);InitQuene(&q);for(i = 0;i<cnt;i++){EnterQuene(&q,a[i],cnt);Push(&s,a[i],cnt);}for(i = 0;i<cnt+1;i++){DeleteQuene(&q,&b[i],cnt);printf("%c",b[i]);}printf("\n");for(i = 0;i<cnt+1;i++){Pop(&s,&c[i]);printf("%c",c[i]);}printf("\n");for(i = 0;i<cnt+1;i++){if(b[i] == c[i])flag = 1;else{flag = 0;break;}}if(flag)printf("Right");elseprintf("Wrong");printf("\n"); }五、运行结果。
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。
栈与队列 实验报告
栈与队列一,问题的提出在这次的实验当中,我选的题目是用队列的知识解决停车场问题。
停车场问题的具体描述是:假设停车场是一个可停放n辆汽车的狭长通道,且只有一个大门可供汽车进出。
汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序,依次由南向北排列(大门在最南端,最先到达的第一辆车停放在车场的最北端),若车场内停满n辆汽车,则后来的汽车只能在门外的便道上等候,一旦有车开走,则排在便道上的第一辆车可以开入;当停车场的某辆车要离开时,在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路,待这辆车开出大门之后,其他车再按原来的次序进入车场,每辆停放在车场的车在它离开停车场的时候必须按它停留的时间长短交纳费用。
二,需求分析总体来说这个程序主要包括三个部分:车辆到达,车辆离开,列表显示。
1,在这个程序当中,要完成这个任务:从键盘上输入车的车编号和而且车的编号是两位数然后通过程序可以得出一个具体的结果,这就需要创建一个栈,用大写A表示,然后再选择是进站还是出站,这就又需要创建一个栈,用大写B表示,这就完成了这个任务的前一半.剩下的就对这个栈的操作了.这个值得注意的问题是注意输入完车的编号的时候,应该通过程序先检查停车场内是否已经满了,还有就是停车场内的车辆如果要是出站的话,应该再为便道上的车辆创建一个栈。
还有就是车如果要出站的话,离开停车场的时候必须按照它在停车场停留的时间交纳相应的费用,这个相对来说比较简单。
2,演示程序以用户和计算机的对话方式进行的,即在计算机终端显示”提示信息”之后,由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令,相应的输入数据和显示结果显示在其后.3,其中比较重要的操作就是需另设一个栈,临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车,也用顺序存储结构实现。
输入数据按到达或离去的时刻有序。
栈中每个元素表示一辆汽车,包含两个数据项:汽车的牌照号码和进入停车场的时刻3,程序执行的命令包括:1).编写栈的初始化、进栈和出栈算法。
第三章栈和队列精品PPT课件
11
3. 栈的弹出操作
pop (&S, e) //栈 S 已存在,压入元素 e
{ if (s.top== 0)
printf("栈空下溢");
else
{
e =S.ST[s.top];
S.top - -;
}
Top
return OK;
Top
}
2021/2/20
4 3
50 2
23 1
12
栈的链式存储
使用两个栈:
栈OPTR寄存运算符
(包括()和#)
栈OPND寄存操作数OP
2021/2/20
23
例如: #4+ 2 3 10 / 5 # +
#
4
OPTR OPND
2021/2/20
24
算符间的优先级关系
1 2 +
–
*
/ () #
+
–
*
/
(
=
)
#
=
2021/2/20
25
例如: #4+ 2 3 10 / 5 #
d4
c3
b2
栈底
a1
top 7
栈的顺序存储
# define Maxsize 100+1
typedef struct {
s
elemtype ST[Maxsize] 栈顶
int top;
top
d4
} stack;
c3
stack S;
b2
2021/2/20
栈底
a1
top 8
栈的顺序存储
1.栈空的条件:
则实际有效的是下列两行: while (*s) putchar(*s++);
实验3 栈和队列
实验3 栈和队列一实验目的1、掌握栈和队列的概念及其特点;2、掌握栈和队列基本运算的算法并能设计程序实现;3、理解栈和队列的典型应用;二实验原理队列是运算受限的线性表,具有先进先出的特点。
队列的应用十分广泛,凡是具有先进先出特点需要排队处理的问题都可以使用队列来解决,比如操作系统中的I/O缓冲区管理,优先队列等等。
三使用仪器,材料1 计算机2 Wndows xp3 VC6.0四实验步骤模拟银行的叫号机。
在程序运行过程中使用文本菜单供用户选择,选择1则模拟储户按下叫号机取叫号纸(即入队列),选择2则模拟银行工作人员按下叫号机,请取得相应号数的储户到前台办理业务(即出队列)。
叫号机的号数从1号开始往上递增。
五实验过程原始记录1 基本数据结构描述;2 函数间的调用关系;3 用类C语言描述各个子函数的算法;附录:源程序。
#include <iostream.h>#include <process.h>#include <stdlib.h>#define OK 1#define ERROR -1#define OVERFLOW 0 typedef int qelemtype;typedef int status;typedef struct qnode{qelemtype data;struct qnode *next;}qnode,*queueptr;typedef struct{queueptr front;queueptr rear;}linkqueue;status initqueue(linkqueue &q) {q.front=q.rear=new qnode;if (!q.front)exit(OVERFLOW);q.front->next=NULL;return OK;};status enqueue(linkqueue &q) {queueptr p;p=new qnode;if(!p) exit(OVERFLOW);if(q.front==q.rear){ q.rear->data=1;}p->data=q.rear->data+1;p->next=NULL;q.rear->next=p;q.rear=p;return OK; }void gethead( linkqueue &q){ queueptr p;if(q.front->next==NULL){ cout<<"已没有客户需要办理业务"<<endl;}else{cout<<"请"<<q.front->data<<"号到前台办理业务"<<endl;p=q.front->next;q.front=p;}}void main(){ int a ;char cont='y';linkqueue q;initqueue(q);while(cont=='y'){ cout<<"请输入操作序号"<<endl;cout<<"1:取号"<<endl;cout<<"2:请取号人到前台办理业务"<<endl;cin>>a;switch(a){case 1:enqueue(q);break;case 2:gethead(q);break; }cout<<"是否继续操作?(y or n)";cin>>cont;if(cont=='y') cont='y';}}六试验结果分析将实验结果分析、实验中遇到的问题和解决问题的方法以及关于本实验项目的心得体会,写在实验报告上。
数据结构实验三栈和队列的应用
第三章栈和队列的应用【实验目的】1.熟练掌握栈和队列的结构,以及这两种数据结构的特点;2.能够在两种存储结构上实现栈的基本运算,特别注意栈满和栈空的判断条件及描述方法;3.熟练掌握链队列和循环队列的基本运算,并特别注意队列满和队列空的判断条件和描述方法;第一节知识准备一、栈:1. 基本概念栈是一种限定仅在表的一端进行插入与删除操作的线性表。
允许进行插入与删除操作的这一端称为栈顶,而另一端称为栈底,不含元素的空表称为空栈,插入与删除分别称进栈与出栈。
由于插入与删除只能在同一端进行,所以较先进入栈的元素,在进行出栈操作时,要比较后才能出栈。
特别是,最先进栈者,最后才能出栈,而最晚进栈者,必最先出栈。
因此,栈也称作后进先出(Last In First Out)的线性表,简称LIFO表。
栈示意图见图3-12. 栈的抽象数据类型定义:ADT Stack{数据对象:D={ | ∈ElemSet,i=1,2,...,n, n>=0}数据关系:R1={< , >| , ∈D,i=2,...,n}基本操作:InitStack(&S) 构造一个空栈SStackEmpty(S) 判断栈S是否为空StackLength(S) 返回栈S的元素个数,即栈的长度GetTop(S,&e) 取栈S的栈顶元素Push(&S,e) 将元素e入栈Pop(&S,&e) 删除S的栈顶元素并用e返回其值(即出栈)}ADT Stack3. 栈的表示:栈有两种存储表示方法:顺序存储结构和链式存储结构。
(1)顺序存储结构:#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; //栈底指针SElemType *top; //栈顶指针int StackSize; //栈的当前容量}SqStack;(2)链式存储结构:Typedef struct Lnode{ElemType data;struct Lnode *next;}Lnode, *LinkList;二、队列:1. 与栈相对应,队列是一种先进先出的线性表。
实验三栈和队列的操作
实验三:栈和队列的操作
一、实验名称
栈和队列的操作
二、实验内容
分别建立栈和队列,提供插入、删除元素的算法,并进行验证。
要求:要求栈和队列的数据域是字符串或结构型变量,并可以用一些实用程序来验证。
三、需要提交的材料
1. 实验报告
2. 可运行的程序代码
代码可用C、C++、JAVA等语言编写。
3. 测试用例及运行结果
四、提交方式
1. 实验报告需上交手写稿,不可打印。
上交时间为5月28日(星期六)早课。
2. 程序代码、测试用例和运行结果可上交电子稿。
上交时间与实验报告同一天,。
《栈和队列》课件
栈和队列的本质思想是
实现方式的重要性
通过限制插入和删除的
理解栈和队列的概念以
方式,实现了数据的有
及它们不同的实现方式
序存储和操作。
对于和队列在算法和
数据结构中的广泛 应用
栈和队列作为基本的数
据结构,在算法和数据
结构的设计中有着广泛
的应用。
1 Enqueue
插入元素到队列尾部。
2 Dequeue
从队列头部删除元素。
3 Front
获取队列头部元素的值,不改变队列的状 态。
4 isEmpty
判断队列是否为空。
队列的应用
约瑟夫问题
通过模拟元素出队/入队的 过程,解决经典的约瑟夫 问题。
循环队列
使用数组实现的循环队列, 可以有效地利用存储空间。
1 Push
将元素压入栈顶。
3 Peek
获取栈顶元素的值,不改变栈的状态。
2 Pop
将栈顶元素弹出。
4 isEmpty
判断栈是否为空。
栈的应用
中缀表达式转后缀表 达式
利用栈的特性将中缀表达 式转换为后缀表达式,方 便计算机进行计算。
括号匹配问题
利用栈判断一个表达式中 的括号是否匹配。
计算器程序
使用栈来实现简单的计算 器,可以进行基本的加减 乘除运算。
队列与广度优先搜索
在图的遍历过程中,广度 优先搜索需要使用队列来 保存未访问的节点。
栈和队列的比较
1 栈和队列的异同
栈和队列都是线性表,但栈是后进先出,队列是先进先出。
2 栈和队列的不同应用场景
栈在表达式求值和程序调用等领域有广泛应用,而队列在调度和模拟等领域有广泛应用。
总结
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数据结构A班级:软件二班学号:1607070212 姓名:张曾然日期:2017/10/25实验三栈、队列的实现及简单应用一、实验目的1.熟悉理解栈和队列的基本操作。
2.会使用栈和队列的基本操作求解一些实际问题。
二、实验要求1.根据布置的作业编写源程序,上机验证实验结果;2.独立做实验,输入、调试所编程序;3.实验结束后,根据实验报告模板编写实验报告。
三、实验内容和步骤用Visual C++作为实验开发环境,创建一个Win32 Console Application工程,工程名为你的学号,添加下面文件:(1)数据结构定义:以seqStackDef.h和cirQueueDef.h为文件名;(2)基本操作和算法:以seqStackAlgo.h和cirQueueAlgo.h为文件名;(3)调用基本操作和实现应用的主程序:以stackQueueMain.cpp为文件名。
编写程序完成下列功能,文件seqStackDef.h定义顺序栈的结构体,文件cirQueueDef.h 定义循环队列的结构体,文件seqStackAlgo.h实现栈在下面应用中所需的基本操作,文件cirQueueAlgo.h实现队列在下面应用中所需的基本操作,文件stackQueueMain.cpp中编写以下算法:源程序:seqStackDef.h:#define MAXSIZE 1024 //顺序栈最大长度typedef char elemtype;//elemtype可以为任意类型,假设为inttypedef struct SequenStack{elemtype data[MAXSIZE];//将顺序栈定义为一维数组int top;}SequenStack; //顺序栈的结构类型为SequenStackseqStackAlgo.h:SequenStack * Init_SequenStack()//申请内存空间{SequenStack *S;S=(SequenStack *) malloc (sizeof(SequenStack));return S;}int SequenStack_Empty(SequenStack *S)//判断栈空{if(S->top==-1)return 1;elsereturn 0;}int SequenStack_Full(SequenStack *S)//判断栈满{if(S->top+1==MAXSIZE)return 1;elsereturn 0;}int SequenStack_Length(SequenStack *S)//取顺序栈的长度{return(S->top+1);}int Push_SequenStack(SequenStack *S,elemtype x)//入栈操作{if(S->top>=MAXSIZE-1){printf("overflow\n");return 0;}S->top++;S->data[S->top]=x;return 1;}int Pop_SequenStack(SequenStack *S,elemtype *x)//出栈操作{if(S->top==-1){printf("overflow\n");return 0;}else{*x=S->data[S->top];S->top--;return 1;}}int GetTop_SequenStack(SequenStack *S,elemtype *x)//取栈顶元素{if(S->top==-1){printf("overflow\n");return 0;}else{*x=S->data[S->top];return 1;}}cirQueueDef.h:#define MAXSIZE 1024//顺序队列最大长度typedef char elemtype;typedef struct SequenQueue{elemtype data[MAXSIZE];int front; //定义头指针int rear; //定义尾指针}SequenQueue;cirQueueAlgo.h:SequenQueue * Init_SequenQueue()//初始化队列{SequenQueue *Q;Q=(SequenQueue *)malloc(sizeof(SequenQueue));Q->front=0;Q->rear=0;return Q;}int SequenQueue_Empty(SequenQueue *Q)//判断队空{if(Q->front==Q->rear){return 1;}//空else{return 0;}//不空}int SequenQueue_Full(SequenQueue *Q)//判断队满{if((Q->rear+1)%MAXSIZE==Q->front){return 1;}else{return 0;}}int SequenQueue_Length(SequenQueue *Q)//取队列长度{return ((Q->rear-Q->front+MAXSIZE)%MAXSIZE);}int Enter_SequenQueue(SequenQueue *Q,elemtype x)//元素入队{if(SequenQueue_Full(Q)){return 0;//队满}Q->data[Q->rear] = x;Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;return 1;}int Delete_SequenQueue(SequenQueue *Q,elemtype *x)//队头元素出队{if(Q->rear==Q->front){return 0;}//队空else{*x=Q->data[Q->front];Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;return 1;}}int GetFront_SequenQueue(SequenQueue *Q,elemtype *x)//取队头元素{if(Q->rear==Q->front){return 0;}//队空else{*x=Q->data[Q->front];return 1;}}1.函数Conversion实现进制转换。
将十进制整数转换为二、八和十六进制数输出,要求用栈实现,栈中数据元素为char型。
源程序:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include"seqStackDef.h"#include"seqStackAlgo.h"#include"cirQueueDef.h"#include"cirQueueAlgo.h"void Conversion(int N,int d);int Inversion(char* a);void main(){int N,d;printf("需要转换的十进制数为:");scanf("%d",&N);printf("\n需要转换到几进制:");scanf("%d",&d);Conversion(N,d);void Conversion(int N,int d){elemtype *e,k;e=(elemtype *)malloc(sizeof(elemtype)); int y;SequenStack *S=Init_SequenStack();printf("\n%d转换到%d进制的数为",N,d); while(N>0){y=N%d;if(y<10)k=y+48;elsek=y+55;Push_SequenStack(S,k);N=N/d;}while(!SequenStack_Empty(S)){Pop_SequenStack(S,e);printf("%c",*e);}}运行结果截图:2.函数Inversion实现回文检测,判断字符串是否为回文,例abcba和123321为回文,字符串从键盘输入,要求用栈和队列实现。
源程序:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include"seqStackDef.h"#include"seqStackAlgo.h"#include"cirQueueDef.h"#include"cirQueueAlgo.h"int Inversion(char* a);void main(){char str[20];int flag;printf("\n\n判断回文:请输入字符串\n");scanf("%s",str);flag=Inversion(str);if(flag==1)printf("您所输入的数是回文");elseprintf("您所输入的数不是回文");}int Inversion(char* a){int i=0;elemtype *x,*y;x=(elemtype *)malloc(sizeof(elemtype));y=(elemtype *)malloc(sizeof(elemtype));SequenStack *s=Init_SequenStack();SequenQueue *q=Init_SequenQueue();while(a[i]!='\0'){Push_SequenStack(s,a[i]);Enter_SequenQueue(q,a[i]);i++;}while(!SequenStack_Empty(s)&&SequenQueue_Empty(q)) {Pop_SequenStack(s,x);Delete_SequenQueue(q,y);if((*x)!=(*y))return 0;}return 1;}运行结果截图:四、实验中遇到的问题及解决方法因最近安装Visual Studio2017进行c#相关操作导致c++执行时异常,我在VS17的工具栏中的导入与导出设置修改了c++的设置集合才使本程序得以执行。