数据结构实验

长春大学计算机学院网络工程专业数据结构实验报告实验名称：实验二栈和队列的操作与应用班级：网络14406 姓名：李奎学号：041440624实验地点：日期：一、实验目的：1．熟练掌握栈和队列的特点。

2．掌握栈的定义和基本操作，熟练掌握顺序栈的操作及应用。

3．掌握链队的入队和出队等基本操作。

4．加深对栈结构和队列结构的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力。

二、实验内容、要求和环境：注：将完成的实验报告重命名为：班级+学号+姓名+（实验二），（如：041340538张三（实验二）），发邮件到：ccujsjzl@。

提交时限：本次实验后24小时之内。

阅读程序，完成填空，并上机运行调试。

1、顺序栈，对于输入的任意一个非负十进制整数，打印输出与其等值的八进制数(1)文件SqStackDef. h 中实现了栈的顺序存储表示#define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存储空间初始分配量*/#define STACKINCREMENT 2 /* 存储空间分配增量*/typedef struct SqStack{SElemType *base; /* 在栈构造之前和销毁之后，base 的值为NULL */SElemType *top; /* 栈顶指针*/int stacksize; /* 当前已分配的存储空间，以元素为单位*/}SqStack; /* 顺序栈*/(2)文件SqStackAlgo.h 中实现顺序栈的基本操作（存储结构由SqStackDef.h 定义）Status InitStack(SqStack &S){ /* 构造一个空栈S */S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));if(!S.base)exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败*/S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;}int StackLength(SqStack S){ // 返回S 的元素个数，即栈的长度, 编写此函数return(S.top-S.base);}Status Push(SqStack &S,SElemType e){ /* 插入元素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); /* 存储分配失败*/S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*(S.top)++=e;return OK;}Status Pop(SqStack &S,SElemType &e){ /* 若栈不空，则删除S 的栈顶元素，用e 返回其值，并返回OK;否则返回ERROR */ if(S.top==S.base)return ERROR;e=*--S.top;return OK;}Status StackEmpty(SqStack S){ /* 若栈S 为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE */if(S.top==S.base)return TRUE;elsereturn FALSE;}void conversion10_8( ){ /* 对于输入的任意一个非负十进制整数，打印输出与其等值的八进制数*/ SqStack s;unsigned n; /* 非负整数*/SElemType e;InitStack(s); /* 初始化栈*/printf("Enter an number(>=0): ");scanf("%u",&n); /* 输入非负十进制整数n */while(n) /* 当n 不等于0 */{Push(s,n%8);/* 入栈n 除以8 的余数(8 进制的低位) */n=n/8;}while(!StackEmpty(s)) /* 当栈不空*/{Pop(s,e); /* 弹出栈顶元素且赋值给e */printf("%d",e); /* 输出e */}printf("\n");}(3)在SqStackUse.cpp 文件中，测试算法的调用，其中间接调用了顺序栈的其他基本算法。

typedef int SElemType; /* 定义栈元素类型为整型*/#include "pubuse.h" /* 常量定义与系统函数原型声明，与实验一中的相同*/#include "SqStackDef.h" /* 采用顺序栈的类型定义*/#include "SqStackAlgo.h" /* 利用顺序栈的基本操作*/void main(){ conversion10_8(); /* 十进制数到八进制转换的验证*/}2、链式队列，利用队列的链式存储结构,设计一组输入数据（假定为一组整数），能够对链式队列进行如下操作：. 初始化一个空队列，形成一个带表头结点的空队;. 完成一个元素的入队操作，修改队尾指针;. 完成一个元素的出队操作，修改队头指针;(1)文件LinkQueue.h 中实现单链队列－－队列的链式存储结构的表示。

typedef struct QNode{QElemType data;struct QNode *next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct{QueuePtr front,rear; /* 队头、队尾指针*/}LinkQueue;(2)文件LinkQueueAlgo.h 中实现的链队列的基本算法，其存储结构由LinkQueueDef.h 定义。

Status InitQueue(LinkQueue &Q){ /* 构造一个空队列Q */Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front)exit(OVERFLOW);Q.front->next=NULL;return OK;}int QueueLength(LinkQueue Q){ /* 求队列的长度*/int i=0;QueuePtr p;p=Q.front;while(Q.rear!=p){i++;p=p->next;}return i;}Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e){ /* 插入元素e 为Q 的新的队尾元素*/QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p) /* 存储分配失败*/exit(OVERFLOW);p->data=e;p->next=NULL;Q.rear->next=p;Q.rear=p;return OK;}Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e){ /* 若队列不空,删除Q 的队头元素,用e 返回其值,并返回OK,否则返回ERROR */ QueuePtr 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;}(3)文件LinkQueueUse.cpp 中包含检验LinkQueueAlgo.h 中关于链式队列基本操作的声明、测试数据和主函数。

#include "pubuse.h" /* 与实验一的意义相同*/typedef int QElemType; /* 假设链式队列中的结点是一组整数*/ #include "linkqueue.h"#include "linkqueuealgo.h"void main(){ //编写主函数LinkQueue Q;int i,j;QElemType x;InitQueue(Q);//构建队列while(i) //给队列插入元素{printf("请输入队列插入元素：");scanf("%d",&j);EnQueue(Q,j);printf("停止插入请按0,输入其他数据继续插入:");scanf("%d",&i);}printf("队列的长度为:%d\n",QueueLength(Q));printf("输出队列：\n");while (Q.front!=Q.rear) //输出队列数据{ DeQueue(Q,x);printf("%d\t",x);}}三、实验结果与分析：(注：请将运行结果粘贴在下面)1.结果分析：此实验的目的是让我们输入一个十进制的数，然后通过栈来将其转化为八进制的数，主要是利用到了栈的先进后出的特点来完成的，因此得到了以上的结果，输入了一个十进制的数据89，最后得到了八进制的131，实验结果如上图所示：2．结果分析：本实验的目的是让我们能够掌握队列的初始化，入队和出对的操作，我对本次实验的输出结果进行了一点改动，实验要求只让我们对一个元素进行入队和出队的操作，为了完善实验，我将程序改成了可以自己控制输入多少数据，并且能够显示出有多少个数据并将其打印出来，实验结果如上图所示：四、思考题：1.用带尾指针的循环单链表表示队列，写出入队、出队的算法。

2.回文判断。

（参考教材P110实习题1）五、教师评语：实验成绩：教师：（签名）年月日创新活动。