数据结构课程设计魔王语言

课程设计任务书学生姓名：吕强专业班级：计算机0604班指导教师：伍新华工作单位：计算机学院科学系题目: 魔王语言解释的程序设计初始条件：有一个魔王总是使用自己的一种非常精练而抽象的语言讲话，没有人能听得懂，但他的语言是可以逐步解释成人能听懂的语言，因为他的语言是由以下两种形式的规则由人的语言逐步抽象上去的：（1）α→β1β2…βm（2）(θδ1δ2…δn)→θδnθδn-1…θδ1θ在这两种形式中，从左到右均表示解释。

试写一个魔王语言的解释系统，用下述两条具体规则和上述规则形式（2）实现，把他的话解释成人能听得懂的话。

（1）B→tAdA（2）A→sae设大写字母表示魔王语言的词汇；小写字母表示人的语言词汇；希腊字母表示可以用大写字母或小写字母代换的变量。

魔王语言可含人的词汇。

测试用例见题集p97。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）课程设计报告按学校规定格式用A4纸打印（书写），并应包含如下内容：1、问题描述简述题目要解决的问题是什么。

2、设计存储结构设计、主要算法设计（用类C语言或用框图描述）、测试用例设计；3、调试报告调试过程中遇到的问题是如何解决的；对设计和编码的讨论和分析。

4、经验和体会（包括对算法改进的设想）5、附源程序清单和运行结果。

源程序要加注释。

如果题目规定了测试数据，则运行结果要包含这些测试数据和运行输出，6、设计报告、程序不得相互抄袭和拷贝；若有雷同，则所有雷同者成绩均为0分。

时间安排：1、第20周（7月7日至7月11日）完成。

2、7月11 日8：00到计算机学院实验中心（三楼）检查程序、交课程设计报告、源程序（CD盘）。

指导教师签名： 2008年7月日系主任（或责任教师）签名： 2008年7月日1 设计题目魔王语言解释的程序设计2 问题描述有一个魔王总是使用自己的一种非常精练而抽象的语言讲话，没有人能听得懂，但他的语言是可以逐步解释成人能听懂的语言，因为他的语言是由以下两种形式的规则由人的语言逐步抽象上去的：(1)α→β1β2…βm(2)(θδ1δ2…δn)→θδnθδn-1…θδ1θ在这两种形式中，从左到右均表示解释。

试写一个魔王语言的解释系统，用下述两条具体规则和上述规则形式（2）实现，把他的话解释成人能听得懂的话。

(1)B→tAdA(2)A→sae设大写字母表示魔王语言的词汇；小写字母表示人的语言词汇；希腊字母表示可以用大写字母或小写字母代换的变量。

魔王语言可含人的词汇。

3 设计3.1 数据结构设计ADT Stack{数据对象:D={ai∈ElemSet,i=1,2,...n, n≥0}数据关系:R1={<ai-1,ai>, ai-1,ai∈Di=1,2,...n}InitStack(struct Stack &s) 操作结果:构造空栈ClearStack(struct Stack &s) 初始条件:栈S存在操作结果:清为空栈InStack(char* ch,struct Stack &s) 把字符组从右至左压入栈中Pop(struct Stack &s,char &e) 初始条件:栈S存在操作结果:删除栈顶,用e返回Push(struct Stack &s,char e) 初始条件:栈S存在操作结果:插入e作为新栈顶StackEmpty(struct Stack s) 判断栈是否为空ADT Queue{数据对象:D={ai ai∈ElemSet,i=1,2,...n, n≥0}数据关系:R1={<ai-1,ai> ,ai-1,ai∈D,i=1,2,...n}InitQueue(struct LinkQueue &q) 操作结果:构造一个空队列DeQueue(struct LinkQueue &q,char &e) 初始条件:Q为非空队列操作结果:删除队头,用e返回EnQueue(struct LinkQueue &q,char e) 初始条件:队列Q存在操作结果:插入e作新队尾QueueEmpty(struct LinkQueue q) 判断队列是否为空3.2 主要算法设计InitStack(struct Stack &s){//构造栈Ss.base=(char*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char));s.top=s.base;s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;}//InitStackPush(struct Stack &s,char e){//向栈中压入元素,插入e作为栈顶元素if(s.top-s.base>=STACK_INIT_SIZE){s.base=(char*)realloc(s.base,(s.stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(char));s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=STACK_INCREMENT;}*(s.top)=e;s.top++;}//PushInitQueue(struct LinkQueue &q){//构造队qq.front=q.rear=(struct Queue*)malloc(sizeof(struct Queue));q.front->next=NULL;}//InitQueueEnQueue(struct LinkQueue &q,char e){//元素入队,插入e作为q的新的队尾元素struct Queue* p;p=(struct Queue*)malloc(sizeof(struct Queue));p->data=e;p->next=NULL;q.rear->next=p;q.rear=p;}//EnQueueDeQueue(struct LinkQueue &q,char &e){//元素出队,删除队头元素,并用e返回其值struct Queue* p;p=q.front->next;e=p->data;q.front->next=p->next;if(q.rear==p){q.rear=q.front;}free(p);}//DeQueueInStack(char* ch,struct Stack &s){//把字符数组从右至左压入栈中int i,L=0;while(ch[L]!='\0'){L++;}for(i=L-1;i>=0;i--){Push(s,ch[i]);}}//InStack3.3 测试用例设计B（exnhgz）B 解释成tsaedsaeezegexenehetsaedsae若将小写字母与汉字建立下表所示的对应关系，则魔王说的话是：“天上一只鹅地上一只鹅4 调试报告测试结果:输入 B（exnhgz）B输出tsaedsaeezegexenehetsaedsae天上一只鹅地上一只鹅鹅追鹅赶鹅下鹅蛋鹅恨鹅天上一只鹅地上一只鹅测试结果证明次程序正确当进行栈的相关操作时，由于括号所解释的语句的特殊性，用一个关键字key作为存储括号内第一个字母的标示。

每次出栈将key先输出,然后输出栈顶元素,再将key压入栈中再输出，如此反复便能解读括号语句。

判断输入是否出错是比较繁琐，分为栈空和栈非空两种情形。

栈空直接出错，栈非空考虑到首括号，字母的大小写和是否有数字3种情形，每次判断结束若为空则由控制语句mark=0结束循环。

上述两个问题是编程过程中出现的比较麻烦的地方，尤其是判断是否出错的地方很麻烦，情况很多要逐一考虑到。

其他的地方就是小错误，在检查中已经逐一改正，运行无误。

5结束语此次课程设计从领导设计题目到完成程序的编写，经检查无误为期五天。

在这短短的五天里，我运用这学期所学到的数据结构相关的只是对《魔王语言解释》这一课程设计题目设计出了自己的程序，并且能够成功运行，这种心情是无比高兴的。

刚领到这个题目，感觉很难，因为以前从未听说过这个问题。

后来翻阅资料并从网上搜集相关信息，终于有些头绪，于是就构想一些基本的算法，从元素的如何输入，如何存储，到如何输出。

其中有一些想不通，不知道的地方，就从网上看别人的程序，希望能得到一些帮助，这里要感谢一位网上的朋友，是他帮我设计了最困难的那部分。

但是程序结束时，发现有个很大的不足之处。

我所做的程序只能对固定的格式的语句进行解读，不可以随心自定义规则。

而我从网上曾看到一个程序能够根据自己的需要，进行自定义规则，再根据自定义的规则去解读语句，我想这就应该是我的程序最应该改进的地方吧。

这次的课程设计不仅仅是对学习过的知识的一种检验，更是对即将离开大二的我们的一次考验。

在大学已经学习了两年，究竟自己的能力能到什么程度，只有通过这种让自己亲自动手的方式才能检验出来。

由于领到题目是一人一个，各不相同，没有任何抄袭的机会，只能靠自己。

不会的地方可以与同学交流，也可以从网上寻求帮助，这是一种与别人交流，并且从交流中得到所需要的知识的锻炼。

编程过程中的各种困难，出错了不知道怎么办，但是再不断的努力下克服一个个困难，这是对自己毅力的锻炼。

而且最重要的是，书本上的知识毕竟是书本上的，运用到实际中有很多出乎意料的地方，只有非常有经验的人才会保证很少出错误。

这种经验的积累正是通过一次又一次的实验完成的，因此我们所得到的，不只是知识的重温，得到的是宝贵的经验。

相信在我今后不断学习中会使自己的知识得到进一步的提升，收获更多的成功和喜悦。

附录F1 源代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACK_INCREMENT 10struct Stack{char* base;char* top;int stacksize;};void InitStack(struct Stack &s){//构造栈s.base=(char*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char));s.top=s.base;s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;}void Push(struct Stack &s,char e){//压入元素if(s.top-s.base>=STACK_INIT_SIZE){s.base=(char*)realloc(s.base,(s.stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(char));s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=STACK_INCREMENT;}*(s.top)=e;s.top++;}void Pop(struct Stack &s,char &e){//取出元素e=*--s.top;}int StackEmpty(struct Stack s){//栈是否为空if(s.top==s.base){return 1;}else{return 0;}}void ClearStack(struct Stack &s){ //将栈清除s.top=s.base;}struct Queue{ //创建队列char data;struct Queue* next;};struct LinkQueue{struct Queue* front; //头struct Queue* rear; //尾};void InitQueue(struct LinkQueue &q){//构造队q.front=q.rear=(struct Queue*)malloc(sizeof(struct Queue));q.front->next=NULL;}void EnQueue(struct LinkQueue &q,char e){//元素入队struct Queue* p;p=(struct Queue*)malloc(sizeof(struct Queue));p->data=e;p->next=NULL;q.rear->next=p;q.rear=p;}void DeQueue(struct LinkQueue &q,char &e){//元素出队struct Queue* p;p=q.front->next;e=p->data;q.front->next=p->next;if(q.rear==p){q.rear=q.front;}free(p);}int QueueEmpty(struct LinkQueue q){//队是否为空if(q.front==q.rear){return 1;}else{return 0;}}void InStack(char* ch,struct Stack &s){//把字符数组从右至左压入栈中int i,L=0;while(ch[L]!='\0'){L++;}for(i=L-1;i>=0;i--){Push(s,ch[i]);}}int main(){int i=0;char A[]="sae";char B[]="tsaedsae";char flag='0';//flag用来标记处理括号int mark=1;int f=0;struct Stack S;struct Stack temp;//用来处理括号外的元素InitStack(S);InitStack(temp);struct LinkQueue Q;InitQueue(Q);char MoWang[100]="\0";char e1,key,e2,e;printf("输入要解释的魔王语言（最多含有一个括号）：\n");gets(MoWang);InStack(MoWang,S);//把要解释的魔王语言压入栈中while(!StackEmpty(S)){Pop(S,e1);if(e1=='('){if(StackEmpty(S)){printf("魔王语言错误!\n");mark=0;break;}while(!StackEmpty(S)){Pop(S,e1);if(e1==')'){f=1;break;}else if(!(e1>='a'&&e1<='z')&&!(e1>='A'&&e1<='Z')){printf("魔王语言错误！\n");mark=0;break;}}if(mark==0){break;}if(f!=1){printf("魔王语言错误！\n");break;}}else if(e1==')'){printf("魔王语言错误！\n");mark=0;break;}else if(!(e1>='a'&&e1<='z')&&!(e1>='A'&&e1<='Z')){printf("魔王语言错误！\n");mark=0;break;}}if(mark==1&&f==1){ClearStack(S);InStack(MoWang,S);while(!StackEmpty(S)){//栈不空时Pop(S,e1);if(e1=='B'){Push(temp,e1);}else if(e1=='A'){Push(temp,e1);}else if(e1=='('){//用队存储括号中的元素Push(temp,flag);//有括号的话就用flag标记Pop(S,e1);while(e1!=')'){EnQueue(Q,e1);Pop(S,e1);}if(!QueueEmpty(Q)){DeQueue(Q,key);}}else{Push(temp,e1);f=0;}}while(!StackEmpty(temp)){//边处理边进栈Pop(temp,e1);if(e1!=flag){//把括号外的元素压入中Push(S,e1);}else{while(!QueueEmpty(Q)){//处理括号中的元素进栈DeQueue(Q,e2);Push(S,key);Push(S,e2);}if(f!=0){//最后还要压一个keyPush(S,key);}}}printf("解释成功!解释后的语言为：\n");while(!StackEmpty(S)){//依次出栈输出处理后的元素Pop(S,e);EnQueue(Q,e);//元素进队是为了输出对应汉字if(e=='B'){printf("%s",B);}else if(e=='A'){printf("%s",A);}else{printf("%c",e);}}printf("\n");while(!QueueEmpty(Q)){//输出对应汉字DeQueue(Q,e);switch(e){case 't': printf("天");break;case 'd' : printf("地"); break;case 's' : printf("上"); break;case 'a' : printf("一只"); break;case 'e' : printf("鹅"); break;case 'z' : printf("追"); break;case 'g' : printf("赶"); break;case 'x' : printf("下"); break;case 'n' : printf("蛋"); break;case 'h' : printf("恨"); break;case 'B' : printf("天上一只鹅地上一只鹅");break;case 'A' : printf("上一只鹅");break;default : printf("*");break;}}printf("\n");}system("pause");return 0;}F2 运行结果。