数据结构大作业

浙江大学城市学院实验报告
课程名称数据结构基础
实验项目名称实验九栈的应用
学生姓名丁汀专业班级信管1006 学号31001444
实验成绩指导老师（签名）日期
一.实验目的和要求
1、学会通过对问题的分析，设计一种合理的数据结构，并进行定义及操作的实现。

2、掌握利用栈各种操作来进行具体的实际应用。

3、加强综合程序的分析、设计能力。

二.实验内容
1、共享栈的设置，问题描述如下：
在一个数组空间stack[MaxSize]中可以同时存放两个顺序栈，栈底分别处在数组的两端，当第1个栈的栈顶指针top1等于－1时则栈1为空，当第2个栈的栈顶指针top2等于MaxSize时则栈2为空。

两个栈均向中间增长，当有元素向栈1进栈时，使top1增1得到新的栈顶位置，当有元素向栈2进栈时，使top2减1得到新的栈顶位置。

当top1==top2-1或top1+1==top2时，存储空间用完，无法再向任一栈做进栈操作，此时可考虑给出错误信息并停止运行。

要求：
⑴给出共享栈的顺序存储类型定义。

⑵给出共享栈的抽象数据类型定义。

⑶建立头文件test9_stack.h，包含共享栈的基本操作实现函数；建立主程序文件test9.cpp，在主函数中对共享栈的各个操作进行测试。

2、利用上述共享栈，实现火车车厢的调度模拟
设火车车厢分为三类：硬座、硬卧、软卧，分别用A、B、C表示。

下图描述车厢调度的示意图，图中右端为排列无序的车厢，左端为调度后的车厢排列，使得所有软卧车厢在最前面、所有硬卧车厢在中间、所有硬座车厢在最后。

编程模拟上述车厢调度过程。

提示：两个辅助铁轨相当于两个栈，右端车厢进入用相应字符串给出，如“BBACBCAABBCAA”，左端车厢的用新生成的字符串给出。

在test9_stack.h 给出模拟函数，并在主函数中进行调用测试。

3、填写实验报告，实验报告文件取名为report9.doc 。

4、上传实验报告文件report9.doc 、源程序文件test9.cpp 及test9_stack.h 到Ftp 服务器上（ ftp://10.66.28.222:2007 ）的文件夹下。

三. 抽象数据类型定义
ADT STACK is
Data: 元素具有ElemType 类型的栈，用标示符StackType 表示栈对象类型 Operation:
void InitStack(Stack &S)
操作结果：初始化栈S ，即构造一个空栈 S
void Push(Stack &S, ElemType item,int i)
操作结果：元素item 进栈，作为新的栈顶元素
ElemType Pop(Stack &S,int i)
操作结果：栈顶元素出栈，并返回其值
ElemType Peek(Stack S,int i)
操作结果：取S 当前栈顶元素，并返回，但元素不出栈 End STACK
四. 存储结构定义及算法思路
一、定义共建栈的相关属性
struct Stack {
ElemType *stack ; // 存栈元素
int top1; // 栈顶指示器1，直接指向栈的一端
int MaxSize; // 栈的最大长度
int top2; //栈顶指示器2，直接指向栈的另外一端
};
二、创建动态的共建栈
void InitStack(Stack &S)
{
S.MaxSize=20;
S.stack=new ElemType[S.MaxSize];
if(!S.stack){
BBACBCAABBCAA
CCCBBBBBAAAAA
cerr<<"动态申请失败!"<<endl;
exit(1);
}
S.top1=-1;
S.top2=S.MaxSize;
}
三、进栈操作，将相应的元素放到对应的位置中
void Push(Stack &S, ElemType item)
{
if(S.top1==S.top2-1)
cout<<"栈已经全满，没有多余的空间存放元素!"<<endl;
else{
if(item=='B'){
S.top1++;
S.stack[S.top1]=item;
}
if(item=='A'){
S.top2--;
S.stack[S.top2]=item;
}
}
}
四、依次取出栈中符合条件的元素
ElemType Pop(Stack &S)
{
if(S.top1==-1&&S.top2==S.MaxSize){
cerr<<"Stack is empty!"<<endl;
exit(1);
}
if(S.top1!=-1){
S.top1--;
return S.stack[S.top1+1];
}
if(S.top2!=S.MaxSize){
S.top2++;
return S.stack[S.top2-1];
}
}
五. 实验结果与分析
六.心得体会
【附录----源程序】
Test9.cpp
#include<iostream.h>
#include<stdlib.h>
typedef char ElemType;
struct Stack {
ElemType *stack ;
int top1;
int MaxSize;
int top2;
};
#include "test9_stack.h"
void main()
{
Stack s;
char a[20];
int i,j,m=0,n=0;
InitStack(s);
cout<<"任意输入一串字符(其中A表示硬座，B表示硬卧，C表示软卧):"<<endl;
i=0;
cin>>a;
while(a[i]=='A'||a[i]=='B'||a[i]=='C'){
if(a[i]=='C'){
cout<<a[i];
}
else if(a[i]=='B'){
Push(s,a[i]);
m++;
}
else{
Push(s,a[i]);
n++;
}
i++;
}
for(i=0;i<m;i++)
cout<<Pop(s);
for(j=0;j<n;j++)
cout<<Pop(s);
}
Test9_stack.h
void InitStack(Stack &S)
{
S.MaxSize=20;
S.stack=new ElemType[S.MaxSize];
if(!S.stack){
cerr<<"动态申请失败!"<<endl;
exit(1);
}
S.top1=-1;
S.top2=S.MaxSize;
}
bool EmptyStack(Stack &S)
{
return S.top1==-1&&S.top2==S.MaxSize;
}
void Push(Stack &S, ElemType item)
{
if(S.top1==S.top2-1)
cout<<"栈已经全满，没有多余的空间存放元素!"<<endl;
else{
if(item=='B'){
S.top1++;
S.stack[S.top1]=item;
}
if(item=='A'){
S.top2--;
S.stack[S.top2]=item;
}
}
}
ElemType Pop(Stack &S)
{
if(S.top1==-1&&S.top2==S.MaxSize){ cerr<<"Stack is empty!"<<endl;
exit(1);
}
if(S.top1!=-1){
S.top1--;
return S.stack[S.top1+1];
}
if(S.top2!=S.MaxSize){
S.top2++;
return S.stack[S.top2-1];
}
}。