大数据结构实验报告材料二.docx

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大数据结构实验报告材料二

LIAOCHENGUNIVERSITY

计算机学院实验报告

【2016～2017学年第1学期】

【一、基本信息】

【实验课程】

数据结构

【设课形式】

独立□非独立☑

【课程学分】

4

【实验项目】

栈和队列

【项目类型】

基础☑综合□设计□研究创新□其它[]

【项目学时】

4

【学生姓名】

沈凯

【学号】

2015205377

【系别专业】

软件开发

【实验班组】

15级11班组台

【同组学生】

【实验室名】

综合实验楼

【实验日期】

2016.

【报告日期】

2016.

【二、实验教师对报告的最终评价及处理意见】

实验成绩：

（涂改无效）

指导教师签名：

张振领2016年月日

注：

要将实验项目、实验课程的成绩评定及课程考核办法明确告知学生，并报实验管理中心备案

【三、实验预习】

实验目的和要求：

1、熟练掌握栈和队列的结构，以及这种数据结构的特点；

2、会定义顺序栈、循环队列，能实现栈、队列的基本操作；

3、会利用栈解决典型问题，如数制转换等。

实验内容和原理或涉及的知识点：

用C语言设计实现栈的初始化、入栈、出栈、判空等功能，并利用栈完成数制转换功能；设计实现循环队列的定义、初始化、入队、出队、求队列长度等功能。

实验条件：

具有C语言集成开发环境的计算机

实验设计方案：

栈设计的算法有：

1、初始化栈；

2、入栈；

3、出栈；

4、判断栈是否为空；

5、十进制转换为八进制。

队列设计的算法有：

1、初始化；

2、入队；

3、出队；

4、求队列长度。

实验预习成绩（涂改无效）

合格□

不合格□

【四、实验过程、数据和实验结果记录】

实验方法、步骤、操作过程的记录描述或程序代码。

实验过程中输入/输出数据、程序运行结果的记录。

（可加附页）

1、根据实验预习阶段的实验设计方案，编写顺序栈的伪C代码如下。

typedefstruct{

SElemType*base;

SElemType*top;

intstacksize;

}SqStack;

StatusInitStack（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;

returnOK;

}//InitStack

StatusPush（SqStack&S,SElemTypee）{

if（S.top-S.base>=S.stacksize）//栈满

{S.base=（SElemType*）realloc

（S.base,（S.stacksize+STACKINCREMENT）

*sizeof（SElemType））;

if（!

S.base）exit（OVERFLOW）;

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

S.stacksize+=STACKINCREMENT;

}//if

*S.top++=e;returnOK;}//Push

StatusPop（SqStack&S,SElemType&e）{

if（S.top==S.base）returnERROR;

e=*--S.top;

returnOK;

}//Pop

StatusStackEmpty（SqStackS）

{

if（S.base==S.top）

returnTRUE;

returnFALSE;

}

voidconversion（）{

InitStack（S）;

scanf（"%d",&N）;

while（N）{

Push（S,N%8）;

N=N/8;

}

while（!

StackEmpty（S））{

Pop（S,e）;

printf（"%d",e）;

}

}//conversion

2、将算法细化为程序代码。

#include

#include

#defineLIST_INIT_SIZE10

#defineLISTINCREMENT100

#defineSTACK_INIT_SIZE100

#defineSTACKINCREMENT10

#defineTRUE1

#defineFALSE0

#defineOK1

#defineERROR0

#defineINFEASIBLE-1

#defineOVERFLOW-2

typedefintStatus;

typedefintSElemType;

typedefstruct

{

SElemType*base;

SElemType*top;

intstacksize;

}SqStack;

StatusInitStack（SqStack*S）;

StatusPush（SqStack*S,SElemTypee）;

StatusPop（SqStack*S,SElemType*e）;

StatusStackEmpty（SqStackS）;

voidconversion（）;

intmain（）

{

printf（"Pleaseinputanumbertoconver:

\n"）;

conversion（）;

return0;

}

StatusInitStack（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;

returnOK;

}

StatusPush（SqStack*S,SElemTypee）

{

if（S->top-S->base>=S->stacksize）//栈满

{

S->base=（SElemType*）realloc

（S->base,（S->stacksize+STACKINCREMENT）

*sizeof（SElemType））;

if（!

S->base）exit（OVERFLOW）;

S->top=S->base+S->stacksize;

S->stacksize+=STACKINCREMENT;

}//if

*S->top++=e;

returnOK;

}//Push

StatusPop（SqStack*S,SElemType*e）

{

if（S->top==S->base）returnERROR;

*e=*--S->top;

returnOK;

}//Pop

StatusStackEmpty（SqStackS）

{

if（S.base==S.top）

returnTRUE;

returnFALSE;

}

voidconversion（）

{

SqStackS;

intN,e;

InitStack（&S）;

scanf（"%d",&N）;

while（N）

{

Push（&S,N%8）;

N=N/8;

}

while（!

StackEmpty（S））

{

Pop（&S,&e）;

printf（"%d",e）;

}

}

3、编译、链接、运行程序。

intmain（）

{

printf（"Pleaseinputanumbertoconver:

\n"）;

conversion（）;

return0;

4、循环队列的伪C代码如下：

#defineMAXQSIZE100//最大队列长度

typedefstruct{

QElemType*base;//动态分配存储空间

intfront;//头指针，若队列不空，

//指向队列头元素

intrear;//尾指针，若队列不空，指向

队列尾元素的下一个位置

}SqQueue;

StatusInitQueue（SqQueue&Q）{

//构造一个空队列Q

Q.base=（ElemType*）malloc

（MAXQSIZE*sizeof（ElemType））;

if（!

Q.base）exit（OVERFLOW）;

//存储分配失败

Q.front=Q.rear=0;

returnOK;

}

StatusEnQueue（SqQueue&Q,ElemTypee）{

//插入元素e为Q的新的队尾元素

if（（Q.rear+1）%MAXQSIZE==Q.front）

returnERROR;//队列满

Q.base[Q.rear]=e;

Q.rear=（Q.rear+1）%MAXQSIZE;

returnOK;

}

StatusDeQueue（SqQueue&Q,ElemType&e）{

//若队列不空，则删除Q的队头元素，

//用e返回其值，并返回OK;否则返回ERROR

if（Q.front==Q.rear）returnERROR;

e=Q.base[Q.front];

Q.front=（Q.front+1）%MAXQSIZE;

returnOK;

}

intQueueLength（SqQueueQ）

{

return（Q.rear-Q.front+MAXSIZE）%MAXSIZE;

}

5、将算法细化成程序代码：

#include

#include

#defineLIST_INIT_SIZE10

#defineLISTINCREMENT100

#defineSTACK_INIT_SIZE100

#defineSTACKINCREMENT10

#defineTRUE1

#defineFALSE0

#definetrue1

#definefalse0

#defineOK1

#defineERROR0

#defineINFEASIBLE-1

#defineOVERFLOW-2

#defineOPSETSIZE7

#defineMAXQSIZE100

typedefintStatus;

typedefintElemType;

typedefintQElemType;

typedefstructQNode

{

QElemTypedata;

structQNode*next;

}QNode,*QueuePtr;

typedefstruct

{

QueuePtrfront;

QueuePtrrear;

}LinkQueue;

StatusInitQueue（LinkQueue*Q）;

StatusDestoryQueue（LinkQueue*Q）;

StatusPush（LinkQueue*Q,QElemTypee）;

StatusPop（LinkQueue*Q,QElemType*e）;

intmain（）

{

LinkQueueQ;

QElemTypee;

InitQueue（&Q）;

Push（&Q,1）;

Push（&Q,2）;

Push（&Q,3）;

Push（&Q,4）;

printf（"Push（&Q,1）;\nPush（&Q,2）;\nPush（&Q,3）;\nPush（&Q,4）;\n"）;

while（Pop（&Q,&e））

{

printf（"Pop（&Q,&e）;\ne=%d\n",e）;

}

DestoryQueue（&Q）;

return0;

}

StatusInitQueue（LinkQueue*Q）

{

Q->front=Q->rear=（QueuePtr）malloc（MAXQSIZE*sizeof（QNode））;

if（!

Q->front）

exit（OVERFLOW）;

Q->front->next=NULL;

returnOK;

}

StatusDestoryQueue（LinkQueue*Q）

{

while（Q->front）

{

Q->rear=Q->front->next;

free（Q->front）;

Q->front=Q->rear;

}

returnOK;

}

StatusPush（LinkQueue*Q,QElemTypee）

{

QueuePtrp=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;

if（!

p）

exit（OVERFLOW）;

p->data=e;

Q->rear->next=p;

p->next=NULL;

Q->rear=p;

returnOK;

}

StatusPop（LinkQueue*Q,QElemType*e）

{

if（Q->front==Q->rear）

returnERROR;

QueuePtrp=Q->front->next;

*e=p->data;

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

if（Q->rear==p）

Q->rear=Q->front;

free（p）;

returnOK;

}

6、编译、链接、运行程序。

intmain（）

{

LinkQueueQ;

QElemTypee;

InitQueue（&Q）;

Push（&Q,1）;

Push（&Q,2）;

Push（&Q,3）;

Push（&Q,4）;

printf（"Push（&Q,1）;\nPush（&Q,2）;\nPush（&Q,3）;\nPush（&Q,4）;\n"）;

while（Pop（&Q,&e））

{

printf（"Pop（&Q,&e）;\ne=%d\n",e）;

}

DestoryQueue（&Q）;

return0;

}

实验数据和实验结果记录

栈程序的一个运行实例如下。

队列的一个运行实例如下：

记录成绩（涂改无效）

合格□

不合格□

【五、实验结果分析】

1、分析数制转换时后进先出的特点；

2、分析如果将数转换为二进制，conversion函数的修改；

3、分析如果没有初始化栈的操作时程序的运行结果；

3、写出自己的心得体会。