栈和队列的基本操作及其应用数据结构实验报告书

《数据结构》

实

验

报

告

书

实验内容：栈和队列的基本操作及其应用

201100814***

计科111 ***

前言

计算机编程中加工处理的对象是数据，而数据具有一定的组织结构，所以学习计算机编程仅仅了解计算机语言是不够的，还必须掌握数据的组织、存储和运算的一般方法，这便是数据结构课程中所研究的内容，也是我们编写计算机程序的重要基础，由于它对计算机学科起到承前启后的作用，因此本课程被列为计算机等相关专业最重要的专业基础课；同时数据结构是计算机专业教学的一门核心课程。计算机各领域都要用到各种数据结构，而且要从事计算机科学与技术工作，尤其是计算机领域的软件开发工作，必须具备较强的数据结构基础。

数据结构课程内容丰富、学习量大，实践性强；隐含在各部分内容中的方法和技术多；算法设计具有动态性和抽象性等特点，看懂听明白与掌握会应用之间有相当大的一段距离。所以学生必须多实践才能进一步加深对课程的理解，理解和掌握算法设计所需的方法和技术，为整个专业学习打下良好的基础。

一、实验目的

1、帮助读者复习C++语言程序设计中的知识。

2、熟悉线性表的逻辑结构。

3、熟悉线性表的基本运算在两种存储结构上的实现，其中以熟悉链表的操作为侧重点。

二、实验内容

本次实验提供2个题目，每个题目都标有难度系数，*越多难度越大，学生可以根据自己的情况任选一个！

本人由于初学，对数据结构的操作知识欠缺，所以选了2个实验题目中的第1个题目如下：

题目一：回文判断（*）

[问题描述]

对于一个从键盘输入的字符串，判断其是否为回文。回文即正反序相同。如“abba”是回文，而“abab”不是回文。

[基本要求]

（1）数据从键盘读入；

（2）输出要判断的字符串；

（3）利用栈的基本操作对给定的字符串判断其是否是回文，若是则输出“Yes”，否则输出“No”。

[测试数据]

由学生任意指定。

三、算法设计

1、程序所需头文件已经预处理宏定义如下

#include

#include

#define OVERFLOW -1

#define OK 1

#define ERROR 0

#define STACK_INIT_SIZE 100

#define STACKINCREMENT 10

typedef char SElemType;

typedef int Status;

typedef struct {

SElemType *base;

SElemType *top;

int stacksize;

}SqStack;

typedef char QElemType;

typedef struct QNode{

QElemType data;

struct QNode *next;

}QNode,*QNodePtr;

typedef struct{

QNodePtr front;

QNodePtr rear;

}LinkQueue;

2、程序中所需的操作栈的POP和PUSH函数

Status Push(SqStack &S,SElemType e)

{

//插入e为新的栈顶元素

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

{//栈满，追加存储空间

S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)* sizeof(SElemType));

if(!S.base)exit (OVERFLOW);//存储空间分配失败

S.top=S.base+S.stacksize;

S.stacksize+=STACKINCREMENT;

}

*S.top++=e;

return OK;

}//Push函数

Status Pop(SqStack &S ,SElemType &e)

{

//若栈不空，删除栈顶元素，并用e返回其值

if(S.top==S.base) return ERROR;

e=*--S.top;

return OK;

}//Pop函数

3、程序中所需的操作队列的函数

Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e)

{

QNodePtr p;

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

if(!p)exit(OVERFLOW);

p->data=e;p->next=NULL;

Q.rear->next=p;

Q.rear=p;

return OK;

}

Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e)

{

QNodePtr p;

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

p=Q.front->next; e=p->data;

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

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

free(p);

return OK;

}

4、另外，还有创建栈和创建一个空的链式栈

Status CreatStack(SqStack &S)

{

S.base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));

if(!S.base)exit(OVERFLOW);

S.top=S.base;

S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;

return OK;

}//创建栈

Status CreatQueue(LinkQueue &Q)

{

Q.front=Q.rear=(QNodePtr)malloc(sizeof(QNode));

if(!Q.front)exit(OVERFLOW);

Q.front->next=NULL;

return OK;

}//建立一个空的链式栈

5、再就是最重要的判断部分

int Test()

//判别输入的字符串是否回文序列,是则返回1,否则返回0

{

SqStack S;LinkQueue Q;

CreatStack(S);CreatQueue(Q);

char c;

SElemType a,b;

while((c=getchar())!='@')

{

Push(S,c);EnQueue(Q,c); //同时使用栈和队列两种结构}

while(S.top!=S.base)

{

Pop(S,a);DeQueue(Q,b);

if(a!=b) return ERROR;

}

return OK;

}

判断输入的字符串是否回文序列,是则返回1,否则返回0

四、调试与测试

我们开始测试数据：12321，如图：

输出结果是YES，说明程序判断出12321是回文

然后我们测试12345，如图

输出结果是NO，所以程序判断12345不是回文

五、总结

通过做这次实验，发现自己在数据结构这门课中还有很多不足有很多知识还没掌握，所以在写程序的时候出现了很多的错误，及还有很多的知识不以灵活运用，特别是对栈和队列的操作问题。

因为以前C语言没有掌握好，所以这次做本次实验还是有点吃力，刚开始完全没有思，后来经过查找资料，在自己的努力下和同学的帮助下，终于完了本次实验。

此次实验发现的自己的不足，我相信在以后的学习中，我会更加的努力。

六、源代码

#include

#include

#define OVERFLOW -1

#define OK 1

#define ERROR 0

#define STACK_INIT_SIZE 100

#define STACKINCREMENT 10

typedef char SElemType;

typedef int Status;

typedef struct {

SElemType *base;

SElemType *top;

int stacksize;

}SqStack;

typedef char QElemType;

typedef struct QNode{

QElemType data;

struct QNode *next;

}QNode,*QNodePtr;

typedef struct{

QNodePtr front;

QNodePtr rear;

}LinkQueue;

Status CreatStack(SqStack &S){

//创建栈

S.base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));

if(!S.base)exit(OVERFLOW);

S.top=S.base;

S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;

return OK;

}

Status Push(SqStack &S,SElemType e){

//插入e为新的栈顶元素

if(S.top-S.base>=S.stacksize){//栈满，追加存储空间

S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SEle mType));

if(!S.base)exit (OVERFLOW);//存储空间分配失败

S.top=S.base+S.stacksize;

S.stacksize+=STACKINCREMENT;

}

*S.top++=e;

return OK;

}//Push

Status Pop(SqStack &S ,SElemType &e){

//若栈不空，删除栈顶元素，并用e返回其值

if(S.top==S.base) return ERROR;

e=*--S.top;

return OK;

}//Pop

Status CreatQueue(LinkQueue &Q){

//建立一个空的链式栈

Q.front=Q.rear=(QNodePtr)malloc(sizeof(QNode));

if(!Q.front)exit(OVERFLOW);

Q.front->next=NULL;

return OK;

}

Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e)

{

QNodePtr p;

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

if(!p)exit(OVERFLOW);

p->data=e;p->next=NULL;

Q.rear->next=p;

Q.rear=p;

return OK;

}

Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e)

{

QNodePtr p;

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

p=Q.front->next; e=p->data;

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

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

free(p);

return OK;

}

int Test()//判别输入的字符串是否回文序列,是则返回1,否则返回0 {

SqStack S;LinkQueue Q;

CreatStack(S);CreatQueue(Q);

char c;

SElemType a,b;

while((c=getchar())!='@')

{

Push(S,c);EnQueue(Q,c); //同时使用栈和队列两种结构

}

while(S.top!=S.base)

{

Pop(S,a);DeQueue(Q,b);

if(a!=b) return ERROR;

}

return OK;

}

Status main(){

printf("请输入要判断的字符串\n并请以@作为结束符\n");

if(Test()==1)

printf("YES\n");

else printf("NO\n"); return OK;

}