栈和队列的基本操作

《数据结构与算法》实验报告

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实验项目

实验二栈和队列的基本操作。

实验目的

1、掌握栈的基本操作：初始化栈、判栈为空、出栈、入栈等运算。

2、掌握队列的基本操作：初始化队列、判队列为空、出队列、入队列等运算。

实验内容

题目1：

进制转换。利用栈的基本操作实现将任意一个十进制整数转化为R进制整数

算法提示：

1、定义栈的顺序存取结构

2、分别定义栈的基本操作（初始化栈、判栈为空、出栈、入栈等）

3、定义一个函数用来实现上面问题：

十进制整数X和R作为形参

初始化栈

只要X不为0重复做下列动作

将X%R入栈X=X/R

只要栈不为空重复做下列动作

栈顶出栈输出栈顶元素

题目2：

利用队列的方式实现杨辉三角的输出。

算法设计分析

（一）数据结构的定义

1、栈的应用

实现十进制到其他进制的转换，该计算过程是从低位到高位顺序产生R进制数的各个位数，而打印输出一般从高位到低位进行，恰好与计算过程相反。因此，运用栈先进后出的性质，即可完成进制转换。

栈抽象数据结构描述

typedef struct SqStack /*定义顺序栈*/

{

int *base; /*栈底指针*/

int *top; /*栈顶指针*/

int stacksize; /*当前已分配存储空间*/

} SqStack;

2、队列的应用

由于是要打印一个数列，并且由于队列先进先出的性质，肯定要利用已经进队的元素在其出队之前完成杨辉三角的递归性。即，利用要出队的元素来不断地构造新的进队的元素，即在第N行出队的同时，来构造杨辉三角的第N+1行，从而实现打印杨辉三角的目的。

队列抽象数据结构描述

typedef struct SeqQueue

{

int data[MAXSIZE];

int front; /*队头指针*/

int rear; /*队尾指针*/

}SeqQueue;

（二）总体设计

1、栈

（1）主函数：统筹调用各个函数以实现相应功能

int main()

（2）空栈建立函数：对栈进行初始化。

int StackInit(SqStack *s)

（3）判断栈空函数：对栈进行判断，若栈中有元素则返回1，若栈为空，则返回0。

int stackempty(SqStack *s)

（4）入栈函数：将元素逐个输入栈中。

int Push(SqStack *s,int x)

（5）出栈函数：若栈不空，则删除栈顶元素，并用x返回其值。

int Pop(SqStack *s,int x)

（6）进制转换函数：将十进制数转换为R进制数

int conversion(SqStack *s)

2、队列

（1）主函数：统筹调用各个函数以实现相应功能

void main()

（2）空队列建立函数：对队列进行初始化。

SeqQueue *InitQueue()

（3）返回队头函数：判断队是否为空，若不为空则返回队头元素。

int QueueEmpty(SeqQueue *q)

（4）入队函数：将元素逐个输入队列中。

void EnQueue(SeqQueue *q,int x)

（5）出队函数：若队列不空，则删除队列元素，并用x返回其值。

int DeQueue(SeqQueue *q)

（6）计算队长函数：计算队列的长度。

int QueueEmpty(SeqQueue *q)

（7）输出杨辉三角函数：按一定格式输出杨辉三角。

void YangHui(int n)

（三）各函数的详细设计：

1、栈

（1）int main()主函数

定义s为栈类型

调用函数建立空栈

调用进制转换函数

返回0值

（2）int StackInit(SqStack *s)空栈建立函数

动态分配内存

判断分配成功并返回相应的值

若成功，初始化存储空间

（3）int stackempty(SqStack *s)判断栈空函数

若栈为空，返回0，否则返回1

（4）int Push(SqStack *s,int x)入栈函数

比较栈中元素所占空间与已分配存储空间

若栈满，追加存储空间

若存储失败则返回0

存储空间不够，添加增量

逐个输入数据元素

返回x的值

（5）int Pop(SqStack *s,int x)出栈函数

如果栈为空，则返回0

若栈不空，则删除栈顶元素，用x返回其值

（6）：int conversion(SqStack *s)进制转换函数

输入要转化的十进制数

输入要转化为几进制

运用求余运算改变进制数

运用选择结构控制十六进制的输出方式

2、队列

（1）void main()主函数

输入杨辉三角的行数

调用杨辉三角输出函数

输出杨辉三角

（2）SeqQueue *InitQueue()空队列建立函数

动态分配内存

建立队列并返还该队列

（3）int QueueEmpty(SeqQueue *q)返回队头函数

判断队列为空，返回0

若不空返回队头元素

（4）void EnQueue(SeqQueue *q,int x)入队函数

判断队满

若不满，逐个添加元素

（5）int DeQueue(SeqQueue *q)出队函数

若头指针等于尾指针，顺序队列是空的不能做删除操作

否则，删除队列

用x返回出队的值

（6）int QueueEmpty(SeqQueue *q)计算队长函数

头指针减尾指针，求队列长度