用顺序结构表示栈并实现栈地各种基本操作
大学数据结构课件--第3章 栈和队列

栈满 top-base=stacksize
top
F
E
D C B
top top top top top top base
入栈PUSH(s,x):s[top++]=x; top 出栈 POP(s,x):x=s[--top]; top
base
4
A
3.1 栈
例1:一个栈的输入序列为1,2,3,若在入栈的过程中 允许出栈,则可能得到的出栈序列是什么? 答: 可以通过穷举所有可能性来求解:
3.2 栈的应用举例
二、表达式求值
“算符优先法”
一个表达式由操作数、运算符和界限符组成。 # 例如:3*(7-2*3) (1)要正确求值,首先了解算术四则运算的规则 a.从左算到右 b.先乘除后加减 c.先括号内,后括号外 所以,3*(7-2*3)=3*(7-6)=3*1=3
9
3.2 栈的应用举例
InitStack(S); while (!QueueEmpty(Q))
{DeQueue(Q,d);push(S,d);}
while (!StackEmpty(S)) {pop(S,d);EnQueue(Q,d);} }
第3章 栈和队列
教学要求:
1、掌握栈和队列的定义、特性,并能正确应用它们解决实 际问题;
用一组地址连续的存储单元依次存放从队头到队尾的元素, 设指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素的位置。
Q.rear 5 4 Q.rear 3 2 3 2 5 4 Q.rear 3 3 5 4 5 4
F E D C
C B A
Q.front
2 1 0
C B
Q.front 2 1 0
顺序栈的基本实现

顺序栈的基本实现
顺序栈是一种常见的数据结构,它遵循先进后出(Last In First Out)的原则。
在顺序栈中,元素通过顶部入栈和出栈。
实现顺序栈的基本步骤如下:
1. 定义一个固定大小的数组来存储栈元素。
可以使用静态数组或动态数组来实现,静态数组需要提前确定大小,而动态数组可以根据需要自动扩容。
2. 定义一个变量top来指示栈顶位置。
初始时,top的值为-1,表示栈为空。
3. 实现入栈操作push。
每次入栈,将栈顶指针top加1,并将元素放入数组的
对应位置。
4. 实现出栈操作pop。
每次出栈,将栈顶指针top减1,并返回对应位置的元素。
5. 实现获取栈顶元素操作getTop。
直接返回栈顶指针位置的元素。
6. 实现判断栈是否为空的操作isEmpty。
当栈顶指针top为-1时,表示栈为空,返回true;否则返回false。
使用顺序栈时,需注意栈空间是否已满,以免造成溢出。
如果使用静态数组实现,需提前确定栈的最大容量;如果使用动态数组实现,可在入栈时判断容量是否已满,并在需要时进行自动扩容。
顺序栈的基本实现可以用于许多实际应用,例如表达式求值、递归函数调用、
迷宫路径搜索等。
它提供了一种便捷的数据结构,能够高效地进行元素的插入和删除操作。
总之,顺序栈是一种基本的数据结构,通过数组和栈顶指针的操作,实现了元
素的入栈和出栈。
它在计算机科学中有着广泛的应用,是学习和理解更复杂数据结构的重要基础。
数据结构上机操作实验报告

实验一单链表的基本操作(必做)一、实验目的1.掌握单链表的存储、初始化、插入、删除等操作的程序实现。
2.加深对单链表基本概念,基本理论及相应算法的掌握与理解。
3.了解链表的处理方式,学习体会简单的单链表程序实现相关知识。
二、实验内容1.建立一个链表、设计链表的基本操作实现算法、输出一个链表表,调试并输出结果。
2.编写一个程序实现如下功能:让计算机产生出50个0~9之间的随机数并依次保存到单链表中;输出遍历单链表;从单链表中删除与给定值相等的所有结点;输出遍历单链表;输出单链表长度,调试并输出结果。
三、实验步骤1.定义一个链表结构体。
2.利用插入功能插入一个结点。
3.利用删除功能删除一个结点。
四、程序运行测试1.利用插入功能插入一个结点。
2.利用删除功能删除一个结点。
五、实验报告要求1.绘制链表操作实现的流程图。
2.详细给出程序运行测试结果(包括测试数据和测试结果)。
3.选试验步骤2-3中的任意一个,给出程序的详细注释。
4.参考程序中某一部分功能的改进(选做)5.实验心得与体会6.附录,实验用源程序六、参考源代码#include <iostream.h>#include <malloc.h>typedef struct LNode{int data;struct LNode *next;}Lnode, *LinkList;//假设下面的单链表均为带头结点。
void CreatLinkList(LinkList &L,int j){//建立一个单链表L,数据为整数,数据由键盘随机输入。
LinkList p,q;L=(LinkList )malloc(sizeof(Lnode));L->next=NULL;q=L;cout<<"在单链表内输入整数:"<<endl;for(int i=0;i<j;i++) p=(LinkList)malloc(sizeof(Lnode)); cin>>p->data;p->next=q->next;q->next=p;q=p; }int PrintLinkList(LinkList &L){//输出单链表L的数据元素LinkList p;p=L->next;if(L->next==NULL){cout<<"链表没有元素!"<<endl;return 0;}cout<<"单链表的数据元素为:";while(p){cout<<p->data<<" ";p=p->next;}cout<<endl;return 1;}void LinkListLengh(LinkList &L){//计算单链表L的数据元素个数。
栈及其应用实验报告

一、实验目的1. 理解栈的定义、特点、逻辑结构及其在计算机科学中的应用。
2. 掌握顺序栈和链栈的存储结构及基本操作实现。
3. 通过具体应用实例,加深对栈的理解,提高问题分析和解决的能力。
二、实验内容1. 实现顺序栈和链栈的基本操作。
2. 编写一个算法,判断给定的字符序列是否为回文。
3. 编写一个算法,利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转。
4. 给定一个整数序列,实现一个求解其中最大值的递归算法。
三、实验步骤1. 实现顺序栈和链栈的基本操作(1)顺序栈的存储结构及操作实现顺序栈使用数组来实现,其基本操作包括:- 初始化栈:使用数组创建一个空栈,并设置栈的最大容量。
- 入栈:将元素插入栈顶,如果栈满,则返回错误。
- 出栈:从栈顶删除元素,如果栈空,则返回错误。
- 获取栈顶元素:返回栈顶元素,但不删除。
- 判断栈空:判断栈是否为空。
(2)链栈的存储结构及操作实现链栈使用链表来实现,其基本操作包括:- 初始化栈:创建一个空链表,作为栈的存储结构。
- 入栈:在链表头部插入元素,如果链表为空,则创建第一个节点。
- 出栈:删除链表头部节点,如果链表为空,则返回错误。
- 获取栈顶元素:返回链表头部节点的数据。
- 判断栈空:判断链表是否为空。
2. 判断字符序列是否为回文编写一个算法,判断给定的字符序列是否为回文。
算法步骤如下:(1)使用顺序栈或链栈存储字符序列。
(2)从字符序列的头部开始,依次将字符入栈。
(3)从字符序列的尾部开始,依次将字符出栈,并与栈顶元素比较。
(4)如果所有字符均与栈顶元素相等,则字符序列为回文。
3. 利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转编写一个算法,利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转。
算法步骤如下:(1)创建一个空栈,用于存储逆转后的栈内容。
(2)从原栈中依次将元素出栈,并依次入新栈。
(3)将新栈的内容赋值回原栈,实现栈内容的逆转。
4. 求解整数序列中的最大值给定一个整数序列,实现一个求解其中最大值的递归算法。
数据结构-栈基本运算的实现及其应用

数据结构-栈基本运算的实现及其应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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数据结构第3章栈

13
(4)取栈顶元素操作
Elemtype gettop(sqstack *s) { /*若栈s不为空,则返回栈顶元素*/ If(s->top<0) return NULL; /*栈空*/ return (s->stack[s->top]); }
。
29
算术表达式求值
在计算机中,任何一个表达式都是由: 操作数(operand)、运算符(operator)和 界限符(delimiter)组成的。 其中操作数可以是常数,也可以是变量或常量的 标识符;运算符可以是算术运算体符、关系运算符和 逻辑符;界限符为左右括号和标识表达式结束的结束 符。
30
6
存储结构
栈是一种特殊的线性表,有两种存储方式: 顺序存储结构存储
链式存储结构存储。
7
顺序栈的数组表示
与第二章讨论的一般的顺序存储结构的线性表 一样,利用一组地址连续的存储单元依次存放自 栈底到栈顶的数据元素,这种形式的栈也称为顺 序栈。 使用一维数组来作为栈的顺序存储空间。 设指针top指向栈顶元素的当前位置,以数组 小下标的一端作为栈底。 top=0时为空栈,元素进栈时指针top不断地 加1,当top等于数组的最大下标值时则栈满。
5)假如读出的运算符的优先级不大于运算符栈栈顶运算符
的优先级,则从操作数栈连续退出两个操作数,从运算符栈中 退出一个运算符,然后作相应的运算,并将运算结果压入操作 数栈。此时读出的运算符下次重新考虑(即不读入下一个符号 )。
顺序栈的存取实验报告

一、实验目的1. 理解顺序栈的定义和基本操作。
2. 掌握顺序栈的存储结构及其实现方法。
3. 能够通过C语言实现顺序栈的入栈和出栈操作。
4. 通过实验验证顺序栈的存取效率。
二、实验原理顺序栈是一种利用数组实现的栈结构,其特点如下:1. 顺序栈使用数组存储数据元素,数组的大小是固定的,栈顶指针top指向栈顶元素。
2. 顺序栈的入栈操作是将新元素添加到栈顶,出栈操作是删除栈顶元素。
3. 栈顶指针top的初始值为-1,表示栈为空。
顺序栈的入栈和出栈操作如下:1. 入栈操作:- 判断栈是否已满,若已满则报错。
- 将新元素添加到栈顶,栈顶指针top加1。
2. 出栈操作:- 判断栈是否为空,若为空则报错。
- 删除栈顶元素,栈顶指针top减1。
三、实验内容1. 定义顺序栈的数据结构。
2. 实现顺序栈的初始化、入栈、出栈和判空操作。
3. 编写主函数,验证顺序栈的存取操作。
四、实验步骤1. 定义顺序栈的数据结构,包括栈的最大容量、栈顶指针和栈顶元素数组。
```c#define MAXSIZE 100typedef struct {int data[MAXSIZE];int top;} SeqStack;```2. 实现顺序栈的初始化、入栈、出栈和判空操作。
```c// 初始化顺序栈void InitStack(SeqStack s) {s->top = -1;}// 判断栈是否为空int IsEmpty(SeqStack s) {return s->top == -1;}// 入栈操作int Push(SeqStack s, int e) {if (s->top == MAXSIZE - 1) {return 0; // 栈已满}s->data[++s->top] = e;return 1;}// 出栈操作int Pop(SeqStack s, int e) {if (s->top == -1) {return 0; // 栈为空}e = s->data[s->top--];return 1;}```3. 编写主函数,验证顺序栈的存取操作。
数据结构实验报告

数据结构实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中重要的基础课程,通过本次实验,旨在深入理解和掌握常见数据结构的基本概念、操作方法以及在实际问题中的应用。
具体目的包括:1、熟练掌握线性表(如顺序表、链表)的基本操作,如插入、删除、查找等。
2、理解栈和队列的特性,并能够实现其基本操作。
3、掌握树(二叉树、二叉搜索树)的遍历算法和基本操作。
4、学会使用图的数据结构,并实现图的遍历和相关算法。
二、实验环境本次实验使用的编程环境为具体编程环境名称,编程语言为具体编程语言名称。
三、实验内容及步骤(一)线性表的实现与操作1、顺序表的实现定义顺序表的数据结构,包括数组和表的长度等。
实现顺序表的初始化、插入、删除和查找操作。
2、链表的实现定义链表的节点结构,包含数据域和指针域。
实现链表的创建、插入、删除和查找操作。
(二)栈和队列的实现1、栈的实现使用数组或链表实现栈的数据结构。
实现栈的入栈、出栈和栈顶元素获取操作。
2、队列的实现采用循环队列的方式实现队列的数据结构。
完成队列的入队、出队和队头队尾元素获取操作。
(三)树的实现与遍历1、二叉树的创建以递归或迭代的方式创建二叉树。
2、二叉树的遍历实现前序遍历、中序遍历和后序遍历算法。
3、二叉搜索树的操作实现二叉搜索树的插入、删除和查找操作。
(四)图的实现与遍历1、图的表示使用邻接矩阵或邻接表来表示图的数据结构。
2、图的遍历实现深度优先遍历和广度优先遍历算法。
四、实验结果与分析(一)线性表1、顺序表插入操作在表尾进行时效率较高,在表头或中间位置插入时需要移动大量元素,时间复杂度较高。
删除操作同理,在表尾删除效率高,在表头或中间删除需要移动元素。
2、链表插入和删除操作只需修改指针,时间复杂度较低,但查找操作需要遍历链表,效率相对较低。
(二)栈和队列1、栈栈的特点是先进后出,适用于函数调用、表达式求值等场景。
入栈和出栈操作的时间复杂度均为 O(1)。
2、队列队列的特点是先进先出,常用于排队、任务调度等场景。
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/*入栈*/
void pushLstack(LinkStack * s, Elemtype x)
{ StackNode * p;
p=(StackNode *)malloc(sizeof(StackNode)); //建立一个节点。
p_>data=x;
p->next=s->top;//由于是在栈顶pushLstack,所以要指向栈顶。
{ ElemType stack[MAXNUM];
int top;
}SqStack;
/*初始化顺序栈*/
void InitStack(SqStack *p)
{ if(!p)
printf("Eorror");
p_>top=_1;
}
/*入栈*/
void Push(SqStack *p,ElemType x)
}LinkStack;
/*初始化链栈*/
void lnitStack(LinkStack * s)
{ s->top=NULL;
printf("\n已经初始化链栈!\n");
}
/*链栈置空*/
void setEmpty(LinkStack * s)
{ s->top=NULL;
printf("\n链栈被置空!\n");
(2) 若要记录栈中元素个数,可将元素个数属性放在LinkStack类型中定义。
(3)链栈中的结点是动态分配的,所以可以不考虑上溢。
【实现提示】
typedef int Elemtype;
typedef struct stacknode {
Elemtype data;
stacknode * next;
\n");
printf("\n
5
置空顺序栈
\n");
printf("\n
6
结束程序运行
\n");
printf("\n\n");
printf("请输入您的选择(1,2, 3, 4, 5,6)");
scanf("%d", &cord);
printf("\n");
switch(cord)
{ case 1:
注意:
(1)顺序栈中元素用向量存放
(2)栈底位置是固定不变的,可设置在向量两端的任意一个端点
(3) 栈顶位置是随着进栈和退栈操作而变化的,用一个整型量top(通常称top为栈顶指针)来指示 当前栈顶位置
【实现提示】
/*定义顺序栈的存储结构*/
typedef struct {
ElemType stack[MAXNUM];
栈的顺序表示和实现
2.2
2.2.1
(1)掌握栈的顺序表示和实现
(2)掌握栈的链式表示和实现
(3)掌握队列的顺序表示和实现
(4)掌握队列的链式表示和实现
2.2.2
实验一:栈的顺序表示和实现
【实验内容与要求】
编写一个程序实现顺序栈的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:
(1)初始化顺序栈
int cord;
do{ printf("\n");
printf("第一次使用必须初始化!\n");
printf("\n");
printf("\n
主菜单
\n"
printf("\n
1
初始化链栈
\n");
printf("\n
2
入栈
\n");
printf("\n
3
出栈
\n");
printf("\n
4
取栈顶元素
(2)插入元素
(3)删除栈顶元素
(4)取栈顶元素
(5)遍历顺序栈
(6)置空顺序栈
【知识要点】
栈的顺序存储结构简称为顺序栈,它是运算受限的顺序表。
对于顺序栈,入栈时,首先判断栈是否为满,栈满的条件为:p->top= =MAXNUM-1,栈满时,不能
入栈;否则岀现空间溢岀,引起错误,这种现象称为上溢。
岀栈和读栈顶元素操作,先判栈是否为空,为空时不能操作,否则产生错误。通常栈空作为一种控制转 移的条件。
#include "malloc.h"
#include "stdlib.h"
typedef int Elemtype;
typedef struct stacknode {
Elemtype data;
stacknode * next;
}StackNode;
typedef struct {
stacknode * top; //栈顶指针
实验二:栈的链式表示和实现
【实验内容与要求】
编写一个程序实现链栈的各种基本运算,并在此基础上设计一个主程序,完成如下功能:
(1)初始化链栈
(2)链栈置空
(3)入栈
(4)出栈
(5)取栈顶元素
(6)遍历链栈
【知识要点】
链栈是没有附加头结点的运算受限的单链表。栈顶指针就是链表的头指针。
注意:
(1)LinkStack结构类型的定义可以方便地在函数体中修改top指针本身
s->top=NULL;}
/*链栈置空函数*/
void setEmpty(LinkStack * s)
{ s->top=NULL;}
/*入栈函数*/
void pushLstack(LinkStack * s, Elemtype x)
{ p=(StackNode *)malloc(sizeof(StackNode)); //建立一个节点。
}
/*遍历链栈*/
void Disp(LinkStack * s)
{ printf("\n链栈中的数据为:\n");
printf("=======================================\n"); StackNode * p;
p=s->top;
while (p!=NULL)
{ printf("%d\n",p->data);
printf("\n");
for(i=p_>top;i>=0;i__)
printf(”第%d个数据元素是:%6d\n",i,p->stack[i]);
}
/*置空顺序栈*/
void setEmpty(SqStack *p)
{
p->top= -1;
}
/*主函数*/
main()
{ SqStack *q;
int y,cord;ElemType a;
{ q=(SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));
InitStack(q);
OutStack(q);
}break;
case 2:
{ printf("请输入要插入的数据元素:a=");
scanf("%d", &a);
Push(q,a);
OutStack(q);
}break;
case 3:
s->top=p;//插入
}
/*出栈*/
Elemtype popLstack(LinkStack * s)
{ Elemtype x;
StackNode * p;
p=s->top;//指向栈顶
if (s->top ==0)
{ printf("\n栈空,不能出栈!\n");
exit(-1);
}
x=p->data;
/*置空顺பைடு நூலகம்栈函数*/
void setEmpty(SqStack *p)
{ p->top= -1;}
【参考程序】
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define MAXNUM 20
#define ElemType int
/*定义顺序栈的存储结构*/
typedef struct
p=p->next;
} printf("=======================================\n");
}
void main()
{printf("=================链栈操作==========
int i,m,n,a;
LinkStack * s;
s=(LinkStack *)malloc(sizeof(LinkStack));
do{
printf("\n");
printf("第一次使用必须初始化!\n");
printf("\n");
printf("\n
主菜单
\n"
printf("\n
1
初始化顺序栈
\n");
printf("\n
2
插入一个元素
\n");
printf("\n
3
删除栈顶元素
\n");
printf("\n
4
取栈顶元素
int top;
}SqStack;
/*初始化顺序栈函数*/