陈正宁123349数据结构第2次实验报告.docx

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陈正宁123349数据结构第2次实验报告

淮海工学院计算机科学系

实验报告书

课程名：

《数据结构》

题目：

线性数据结构实验

（栈与队列及其应用）

班级：

软嵌151

学号：

2015123349

姓名：

陈正宁

线性表算法实现与应用报告要求

1目的与要求:

1）掌握栈与队列的数据类型描述及特点；

2）掌握栈的顺序和链式存储存表示与基本算法的实现；

3）掌握队列的链式和循环存储表示与基本操作算法实现;

4）掌握栈与队列在实际问题中的应用和基本编程技巧;

5）按照实验题目要求，独立完成实际程序的编写编写、调试和运行，并通过用例的运行过程抓获相关屏面验证程序设计的正确性；

7）希望大家过一个丰富多彩的国庆节，抽出一定时间圆满完成实验，并于第6周周5以前按时提交实验报告，逾期按照旷交处理。

2实验内容或题目

（一）必做题：

1、实现顺序栈的创建（初始化）、压入（插入）、弹出（删除）操作（数据元素类型自己选取，如整型、字符型等），并给出栈的每次操作变化状态；

2、实现链栈的创建（初始化）、压入（插入）、弹出（删除）操作（数据元素类型自己选取，如整型、字符型等），要求给出栈的操作变化过程；

3、实现循环队列的创建、进队、出队等基本操作（数据元素类型自己选取，如整型、字符型等），并实时给出队列的操作变化状态；

4、实现链式队列的创建、进队、出队等基本操作（数据元素类型自己选取，如整型、字符型等），并实时给出队列的操作变化状态；

（注意：

必做题需用一个主程序实现所有功能）

（二）选做题（视自己能力而定，数量不限）：

任选下列一个或多个栈或队列应用源程序（已经发给学委），并阅读、调试和运行程序，而后给出程序功能分析和实例运行演示；

1、实现表达式求值算法程序；

2、用递归算法实现汉诺塔问题算法程序；

3、使用循环队列实现打印杨辉三角形算法程序。

3实验步骤与源程序

必做题源程序

#include

#include

#include

#defineMAXSIZE50

#defineTRUE1

#defineFALSE0

#defineStack_Size50

typedefstructNode

{

chardata;

structNode*next;

}LinkQueueNode;

typedefstruct

{

LinkQueueNode*front;

LinkQueueNode*rear;//相当于创建一个头结点，一个尾结点，用头指针和尾指针指向他们，结点包括数据域和指针域

}LinkQueue;//链式队列定义

typedefstruct

{

charelement[MAXSIZE];

intfront;

intrear;

}SeqQueue;

typedefstruct//顺序栈定义。

{

charelem[Stack_Size];

inttop;

}SeqStack;

typedefstructnode//链栈定义。

{

chardata;

structnode*next;

}LinkStackNode;

intDeleteQueue1（LinkQueue*Q,char*x）

{

LinkQueueNode*p;//创建新结点

if（Q->front==Q->rear）//判断是否为空队列，即头尾指针重合

return（FALSE）;

p=Q->front->next;//新结点等于头指针的下一位，即要出队的结点赋给P

Q->front->next=p->next;//头指针指向的指针域指向头指针的下一个结点的下一个，即跳过头指针的下个结点P

if（Q->rear==p）//如果队中只有一个元素p，则p出队后成为空队

Q->rear=Q->front;

*x=p->data;//用指针把出队结点的数据读出来

free（p）;//释放P结点

return（TRUE）;

}

intEnterQueue1（LinkQueue*Q,charx）

{

LinkQueueNode*NewNode;//创建一个新结点

NewNode=（LinkQueueNode*）malloc（sizeof（LinkQueueNode））;

if（NewNode!

=NULL）

{

NewNode->data=x;//结点数据域为所给数据

NewNode->next=NULL;//指针域为空

Q->rear->next=NewNode;//尾结构指针所指向的指针域指向新建结点

Q->rear=NewNode;//尾结构指针后移一位，指向新插入的结点，该方法相当于尾插法

return（TRUE）;

}

elsereturn（FALSE）;//溢出

}

intInitQueue1（LinkQueue*Q）

{

Q->front=（LinkQueueNode*）malloc（sizeof（LinkQueueNode））;//Q->front同样为结构体指针，使用前要创建空间。

if（Q->front!

=NULL）

{

Q->rear=Q->front;//Q->front创建了空间，所以把Q->front赋给Q->rear，即头尾指针重合

Q->front->next=NULL;//头指针指向空间为空

return（TRUE）;

}

elsereturn（FALSE）;/*溢出！

*/

}

intDeleteQueue（SeqQueue*Q,char*x）//出队操作

{

if（Q->front==Q->rear）//队列为空

return（FALSE）;

*x=Q->element[Q->front];//x指向头指针指向的数据

Q->front=（Q->front+1）%MAXSIZE;

return（TRUE）;/*操作成功*/

}

intEnterQueue（SeqQueue*Q,charx）//入队操作

{

if（（Q->rear+1）%MAXSIZE==Q->front）

return（FALSE）;

Q->element[Q->rear]=x;

Q->rear=（Q->rear+1）%MAXSIZE;

return（TRUE）;//保持尾指针范围一直在0到49之间

}

voidInitQueue（SeqQueue*Q）//初始时，头尾所指向的位置相同，都为数组的起始位置

{

Q->front=Q->rear=0;

}

intPush1（LinkStackNode*top,charx）//链栈进栈

{

LinkStackNode*temp;

temp=（LinkStackNode*）malloc（sizeof（LinkStackNode））;

if（temp==NULL）

return（FALSE）;

temp->data=x;

temp->next=top->next;//头插法

top->next=temp;

return（TRUE）;

}

intPop1（LinkStackNode*top,char*x）//链栈出栈

{

LinkStackNode*temp;

temp=top->next;

if（temp==NULL）

return（FALSE）;

top->next=temp->next;

*x=temp->data;

//top=top->next;

free（temp）;

return（TRUE）;

}

voidInitStack（SeqStack*S）//顺序栈构造一个空栈S

{

S->top=-1;

}

intPush（SeqStack*S,charx）//顺序栈压入

{

if（S->top==Stack_Size-1）

return（FALSE）;

S->top++;

S->elem[S->top]=x;

return（TRUE）;

}

intPop（SeqStack*S,char*x）//顺序栈弹出

{

if（S->top==-1）

return（FALSE）;

else

{

*x=S->elem[S->top];

S->top--;

return（TRUE）;

}

}

voidLianzhan（）

{

inta;

LinkStackNode*s;

charx,*x1;

s=（LinkStackNode*）malloc（sizeof（LinkStackNode））;//链栈初始化，TOP为头节点

x1=（char*）malloc（sizeof（char））;

while（true）

{

printf（"请输入操作（1-压入元素,2-弹出元素,0-退出）:

"）;

scanf（"%d",&a）;

//printf（"\n"）;

if（a==1）

{

printf（"请输入压入的字符:

"）;

scanf（"%c",&x）;

Push1（s,x）;

continue;

}

if（a==2）

{

Pop1（s,x1）;

printf（"弹出的字符为:

%c\n",*x1）;

continue;

}

if（a==0）

{

break;

}

printf（"输入错误\n"）;

}

}

voidXunhuan（）

{

SeqQueue*s;

charx,*x1;

inta;

s=（SeqQueue*）malloc（sizeof（SeqQueue））;

x1=（char*）malloc（sizeof（char））;

while（true）

{

printf（"请输入操作（1-创建循环队列,2-进队,3-出队,0-退出）:

"）;

scanf（"%d",&a）;

//printf（"\n"）;

if（a==1）

{

InitQueue（s）;

continue;

}

if（a==2）

{

printf（"请输入进队的字符:

"）;

scanf（"%c",&x）;//此处%c前必须有空格，否则出错，如果是整形则不用

EnterQueue（s,x）;

printf（"进队完毕\n"）;

continue;

}

if（a==3）

{

DeleteQueue（s,x1）;

printf（"出队的字符为:

%c\n",*x1）;

continue;

}

if（a==0）

{

break;

}

printf（"输入错误\n"）;

}

}

voidDuilie（）

{

inta;

LinkQueue*s;

charx,*x1;

s=（LinkQueue*）malloc（sizeof（LinkQueue））;

x1=（char*）malloc（sizeof（char））;

while（true）

{

printf（"请输入操作（1-创建链式队列,2-进队,3-出队,0-退出）:

"）;

scanf（"%d",&a）;

//printf（"\n"）;

if（a==1）

{

InitQueue1（s）;

continue;

}

if（a==2）

{

printf（"请输入进队的字符:

"）;

scanf（"%c",&x）;

EnterQueue1（s,x）;

printf（"进队完毕\n"）;

continue;

}

if（a==3）

{

DeleteQueue1（s,x1）;

printf（"出队的字符为:

%c\n",*x1）;

continue;

}

if（a==0）

{

break;

}

printf（"输入错误\n"）;

}

}

voidShunxv（）

{

inta;

SeqStack*s;

charx,*x1;

s=（SeqStack*）malloc（sizeof（SeqStack））;

x1=（char*）malloc（sizeof（char））;

while（true）

{

printf（"请输入操作（1-创建顺序栈,2-压入元素,3-弹出元素,0-退出）:

"）;

scanf（"%d",&a）;

//printf（"\n"）;

if（a==1）

{

InitStack（s）;

continue;

}

if（a==2）

{

printf（"请输入压入的字符:

"）;

scanf（"%c",&x）;Push（s,x）;

printf（"压入完毕\n"）;

continue;

}

if（a==3）

{

Pop（s,x1）;

printf（"弹出的字符为:

%c\n",*x1）;

continue;

}

if（a==0）

{

break;

}

printf（"输入错误\n"）;

}

}

voidmain（）

{

intcho;

do

{

printf（"请选择1-顺序栈，2-链栈，3-循环队列，4-链式队列，0-退出：

"）;

scanf（"%d",&cho）;

switch（cho）

{

case1:

system（"cls"）;Shunxv（）;break;

case2:

system（"cls"）;Lianzhan（）;break;

case3:

system（"cls"）;Xunhuan（）;break;

case4:

system（"cls"）;Duilie（）;break;

default:

printf（"没有该选项"）;

}

}while（cho!

=0）;

}

选做题一源程序

（1）表达式求值

选做题

（2）汉诺塔

选做题（3）杨辉三角

4测试数据与实验结果（可以抓图粘贴）

必做题一测试结果

主界面：

顺序栈：

链栈：

循环队列：

链式队列：

选做题一测试结果

选做题

（1）表达式求值

测试组

（1）运算1+2所得结果为3检验正确

测试组

（2）运算2*5所得结果为10检验正确

选做题

（2）汉诺塔测试一组简单的汉诺塔问题，输出搬运的步骤，检验正确

选做题（3）杨辉三角

打印一个取值N为14的杨辉三角形经检验正确

5结果分析与实验体会

必做题中，可以再增加显示当前所有元素的选项，也可以在压入元素或者进队时能够连续输入多个元素，看着会简洁一点。

说到具体各个题目的体会，由于老师事先对我们进行了专项的辅导，所有完成实验并没有太大的困难。

关键在于一些细节的掌握，由于我的粗心，经常在头文件的读入上出现问题，可能是头文件与关联文件的命名不统一，可能是命名的重复，总之一系列的错误暴露了出来。

这可能也是实验的初衷，让同学们在实践中发现自己的错误，为自己留下深刻的印象，为以后的学习与进步打下坚实的基础吧。

选做题我无一疏漏的全部进行了调试，可能是想得到更多的锻炼机会吧！

虽然这些题目在以前C语言的学习中已经有所遇见。

但是自从引入了栈和队的知识后，我发现原来冗长的代码得到了极大的精简。

可能一个精巧的算法就可以代替原来百行的代码。

这完全改变了我原来的看法。

就拿汉诺塔问题为例，老师教我们用递归的方法，虽然很仔细的去分析，但依然是一个很耗时耗力的所在。

老师把相关算法给出来，这样写程序还比较容易一点，如果算法没有给，自己想的话很耗费时间，看到算法就觉得，原来是这样实现的，挺简单的。

所以还需要提高，算法是程序的核心。

注：

选做题

（1），（3）用了老师提供的头文件，有些同学的VC++6.0头文件夹中可能未包含进去，导致运行我的源程序出错。