实验二--栈、队列的实现及应用.doc

实验二 栈、队列的实现及应用实验课程名：数据结构与算法专业班级： 学号： 姓名： 实验时间： 实验地点： 指导教师： 冯珊 一、实验目的1、掌握栈和队列的顺序存储结构和链式存储结构，以便在实际背景下灵活运用。2、掌握栈和队列的特点，即先进后出与先进先出的原则。3、掌握栈和队列的基本操作实现方法。二、实验内容一、实验目的及要求1、掌握栈和队列的顺序存储结构和链式存储结构，以便在实际背景下灵活运用。2、掌握栈和队列的特点，即先进后出与先进先出的原则。3、掌握栈和队列的基本操作实现方法。二、实验学时2学时三、实验任务任务一：（1）实现栈的顺序存储（2）实现栈的链式存储。任务二：实现顺序存储的循环队列，完成键盘缓冲区的功能。四、实验重点、难点1. 进栈、出栈栈顶指针都要改变。2. 队空、队满的条件及入队、出队时指针的变更。五、操作内容与要求1.任务一（1）：完成下列程序，该程序实现栈的顺序存储结构，构建顺序栈（栈中的元素依次为R，S，Y，F，C，T），依次进行进栈和出栈操作，判断栈空和栈满操作，返回栈顶元素操作。要求生成顺序栈时，从键盘上读取数据元素。（1）源代码：#include#include#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10# define OK 1# define ERROR 0typedef char SElemType;/* 顺序栈的存储类型 */typedef struct/define structure SqStack()SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;SqStack;/*构造空顺序栈*/int InitStack(SqStack *S)/InitStack() sub-functionS-base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType);if (!S-base)printf(分配空间失败!n);return (ERROR);S-top = S-base;S-stacksize = STACK_INIT_SIZE;printf(栈初始化成功！n);return (OK); /InitStack() end/*取顺序栈顶元素*/int GetTop(SqStack *S, SElemType *e)/GetTop() sub-functionif (S-top = S-base)printf(栈为空!n);/if empty SqStackreturn (ERROR);*e = *(S-top - 1);return (OK); /GetTop() end/*将元素压入顺序栈*/int Push(SqStack *S)/Push() sub-functionSElemType e;if (S-top - S-baseS-stacksize)S-base = (SElemType *)realloc(S-base, (S-stacksize +STACKINCREMENT*sizeof(SElemType);if (!S-base)printf(存储空间分配失败!n);return (ERROR);S-top = S-base + S-stacksize;S-stacksize += STACKINCREMENT;fflush(stdin);/清除输入缓冲区，否则原来的输入会默认送给变量xprintf(请输入要入栈的元素的值:);e = getchar();*S-top+ = e;return (OK); /Push() end/* 将元素弹出顺序栈*/int Pop(SqStack *S, SElemType *e)/Pop() sub-functionif (S-top = S-base)printf(栈为空!n);return (ERROR);*e = *-S-top;return (OK); /Pop() endvoid display(SqStack *s)if (s-top = s-base)printf(栈为空!n);elsewhile (s-top != s-base)s-top = s-top - 1;printf(%c-, *(s-top);printf(n);int main()int choice;SElemType e;SqStack s;doprintf(=n);printf( 0:退出n);printf( 1:初始化栈n);printf( 2:入栈n);printf( 3:出栈n);printf( 4:读取栈顶元素n);printf( 5:显示栈中元素n);printf(=n);printf(输入操作选择代码(0-5):);scanf(%d, &choice);while (choice5) printf(输入有误，请重新输入(0-5):); scanf(%d, &choice); switch (choice)case 0:exit(1);case 1:InitStack(&s); break;case 2:printf(2n); Push(&s); break;case 3:Pop(&s, &e); printf(出栈元素的值是:%cn, e); break;case 4:GetTop(&s, &e); printf(栈顶元素的值是:%cn, e); break;case 5: printf(栈中元素的值是为：n); display(&s); break; while (choice);return 0;（2）运行结果（3） 结果分析 顺序表通过设置栈顶运用线性结构实现先进先出功能。2.任务一（2）：完成下列程序，该程序实现栈的链式存储结构，构建链栈（栈中的元素依次为China，Japan，France，India，Australia），依次进行进栈和出栈操作，判断栈空和栈满操作，返回栈顶元素操作。要求生成链栈时，从键盘上读取数据元素。（1）源代码：#include#include#include# define OK 1# define ERROR 0typedef char DataType;/* 链式栈的存储类型 */typedef struct SNode /define structure LinkStack DataType data20; struct SNode *next;SNode,*LinkStack; void InitStack_L (LinkStack *top)top = (LinkStack)malloc(sizeof(SNode) ; top-next = NULL;printf(nn栈初始化成功！nn); /*取链式栈顶元素*/int GetTop_L(LinkStack *top,DataType e) /GetTop_L() sub-function if(!top-next) printf(链栈为空!n); return (ERROR); else strcpy(e,top-next-data); return (OK); /GetTop_L() end /* 将元素压入链式栈*/int Push_L(LinkStack *top) /Push_L() sub-function SNode *q;DataType e20; q=(LinkStack)malloc(sizeof(SNode); if(!q) printf(存储空间分配失败! n); return (ERROR); fflush(stdin);/清除输入缓冲区，否则原来的输入会默认送给变量eprintf(n请输入要入栈的元素的值:);gets(e);strcpy(q-data,e); q-next=top-next; top-next=q; return (OK); /Push_L() end /*将元素弹出链式栈*/int Pop_L(LinkStack *top,DataType e) /Pop_L() sub-function SNode *q; if(!top-next) printf(链栈为空! n ); return (ERROR); strcpy(e,top-next-data); q=top-next; top-next=q-next; free(q); return (OK); /Pop_L() end void display(LinkStack *top) LinkStack p=top-next; if(!p) printf(栈为空!n); elsewhile(p) printf(%s-,p-data); p=p-next; printf(n); int main()char choice;DataType e20=;LinkStack s=NULL;do printf(=n); printf( 0:退出n); printf( 1:初始化栈n); printf( 2:入栈n); printf( 3:出栈n); printf( 4:读取栈顶元素n); printf( 5:显示栈中元素n); printf(=n); printf(输入操作选择代码(0-5):); fflush(stdin); scanf(%c,&choice); while(choice5) printf(输入有误，请重新输入(0-5):); fflush(stdin); scanf(%c,&choice); switch(choice) case 0:exit(1); case 1: InitStack_L(&s);break; case 2: Push_L(&s);break; case 3:Pop_L(&s, e);break; case 4:GetTop_L(&s, e);printf(栈顶元素的值是:%sn,e);break; case 5: printf(栈中元素的值是: );display(&s); while(choice);return 0;（2） 运行结果 （3） 结果分析 链表通过设置栈顶运用指针实现先进先出功能3.任务二：完成下列程序，该程序实现循环队列的存储和基本操作，构建循环队列，完成键盘缓冲区的功能，每输入一个字符，链入缓冲区队列中；每输出一个字符，将该字符从缓冲区中删除。（1）源代码：#include#include# define MAXQSIZE 100# define OK 1# define ERROR 0 /* 定义QElemType为int或别的自定义类型 */typedef char QElemType; /* 顺序队列的存储类型 */typedef struct SqQueue /define structure SqQueue QElemType *base; int front; int rear;SqQueue; /* 构造空顺序队列*/int InitQueue(SqQueue *Q) /InitQueue() sub-function Q-base=(QElemType *)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType); if(!Q-base) printf(分配空间失败! n); return (ERROR); Q-front=Q-rear=0;printf(队列初始化成功! n); return (OK); /InitQueue() end /* 求顺序队列长度*/int QueueLength(SqQueue *Q) /QueueLength() sub-function return (Q-rear-Q-front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE); /*在顺序队列尾插入新元素*/int EnQueue(SqQueue *Q,QElemType e) /EnQueue() sub-function if(Q-rear+1)%MAXQSIZE=Q-front) printf(队列已满! n);return (ERROR); Q-baseQ-rear=e;Q-rear=(Q-rear+1)%MAXQSIZE; return (OK); /EnQueue() end /*在顺序队列头删除旧元素*/int DeQueue(SqQueue *Q,QElemType e) /DeQueue() sub-function if(Q-front=Q-rear) printf(队列为空!n); return (ERROR); e=Q-baseQ-front; Q-front=(Q-front+1)%MAXQSIZE; return (OK); /DeQueue() end void display(SqQueue *Q)if(Q-front=Q-rear) printf(队列为空!n);int i=Q-front;while(i+1)%MAXQSIZE!=Q-rear) printf(%c-,Q-basei); i+;printf(n);int main()QElemType e;int choice;SqQueue Q; InitQueue(&Q); printf(=n);printf(0、退出n);printf(1、入队n);printf(2、出队n);printf(3、显示队列元素n);printf(=n); do printf(你操作选择是(0-3):); scanf(%d,&choice); switch(choic