顺序栈基本操作实验报告记录.docx
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顺序栈基本操作实验报告记录.docx
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顺序栈基本操作实验报告记录
顺序栈基本操作实验报告记录
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数据结构实验三
课程数据结构实验名称顺序栈基本操作第页
专业班级学号
姓名
实验日期:
年月日评分
一、实验目的
1.熟悉并能实现栈的定义和基本操作。
2.了解和掌握栈的应用。
二、实验要求
1.进行栈的基本操作时要注意栈"后进先出"的特性。
2.编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。
3.整理并上交实验报告。
三、实验内容
1.编写程序任意输入栈长度和栈中的元素值,构造一个顺序栈,对其进行清空、销毁、入栈、出栈以及取栈顶元素操作。
2.编写程序实现表达式求值,即验证某算术表达式的正确性,若正确,则计算该算术表达式的值。
主要功能描述如下:
(1)从键盘上输入表达式。
(2)分析该表达式是否合法:
∙a)是数字,则判断该数字的合法性。
若合法,则压入数据到堆栈中。
∙b)是规定的运算符,则根据规则进行处理。
在处理过程中,将计算该表达式的值。
∙c)若是其它字符,则返回错误信息。
(3)若上述处理过程中没有发现错误,则认为该表达式合法,并打印处理结果。
程序中应主要包含下面几个功能函数:
∙lvoidinitstack():
初始化堆栈
∙lintMake_str():
语法检查并计算
∙lintpush_operate(intoperate):
将操作码压入堆栈
∙lintpush_num(doublenum):
将操作数压入堆栈
∙lintprocede(intoperate):
处理操作码
∙lintchange_opnd(intoperate):
将字符型操作码转换成优先级
∙lintpush_opnd(intoperate):
将操作码压入堆栈
∙lintpop_opnd():
将操作码弹出堆栈
∙lintcaculate(intcur_opnd):
简单计算+,-,*,/
∙ldoublepop_num():
弹出操作数
四、实验步骤
(描述实验步骤及中间的结果或现象。
在实验中做了什么事情,怎么做的,发生的现象和中间结果)
第一题:
#include
usingnamespacestd;
#defineSTACK_INIT_SIZE100//存储空间初始分配量
#defineSTACKINCREMENT10//存储空间分配增量
#defineOVERFLOW-1
#defineOK1
#defineNO-1
#defineNULL0
typedefintStatus;
typedefcharSElemType;
typedefstruct
{
SElemType*base;//在栈构造之前和销毁之后,base的值为NULL
SElemType*top;//栈顶指针
intstacksize;//当前已分配的存储空间,以元素为单位
}SqStack;
StatusInitstack(SqStack&S)//构造一个空栈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
StatusStackEmpty(SqStack&S)
{
if(S.base==S.top)
returnOK;
else
returnNO;
}
StatusClearStack(SqStack&S)//把S置为空
{
if(S.base=S.top);
returnOK;
}
StatusDsetroyStack(SqStack&S)//销毁栈S
{
S.base=NULL;
returnOK;
}
StatusPush(SqStack&S,SElemTypee)
//插入元素e为新的栈顶元素
{
if(S.top-S.base>=S.stacksize)
{
S.base=(SElemType*)realloc(S.base,
(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
if(!
S.base)//存储分配失败
exit(OVERFLOW);
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
returnOK;
}//Push
StatusPop(SqStack&S,SElemType&c)
//若栈不空,则删除S的栈顶元素,用c返回其值,并返回OK;否则返回ERROR
{
if(S.top==S.base)
returnNO;
c=*--S.top;
returnOK;
}//Pop
StatusGetTop(SqStack&S,SElemType&e)
{
if(S.top==S.base)
returnNO;
e=*(S.top-1);
returnOK;
}//GetTop
intmain()
{
SqStackS;
Initstack(S);
cout<<"输入要压到栈中的元素!
"< charc; while((c=getchar())! ='\n') { Push(S,c); } GetTop(S,c); cout<<"栈顶元素为: "< //ClearStack(S); //DsetroyStack(S); for(inti=0;S.top! =S.base;i++) { Pop(S,c); cout<<"栈中第"< "; cout< } return0; } 第二题: #include usingnamespacestd; #defineSTACK_SIZE100 #defineSTACKINCREMENT10 #defineOVERFLOW-1 #defineOK1 #defineNO0 typedefintStatus; typedefcharSElemType; typedefstruct { SElemType*base; SElemType*top; intstacksize; }SqStack; intmain() { charGetTop(SqStack&s); StatusInitstack(SqStack&s); Statuspush_operate(SqStack&s,SElemTypee); Statuspush_num(SqStack&s,inte); StatusStackempty(SqStack&s); Statuspop_num(SqStack&s,int&c); Statuspushoperate(SElemTypeoperate); Statuspushnum(SElemTypenum); Statuscaculate(SElemTypea,SElemTypeoperate,SElemTypeb); Statuspop_operate(SqStack&s,SElemType&c); Statuschange(SElemTypee); charPrecede(SElemTypea,SElemTypeb); charOperatecxz(); intm; m=Operatecxz(); cout< return0; } Statuschange(SElemTypee) { intm; m=e-48; returnm; } StatusInitstack(SqStack&s) { s.base=(SElemType*)malloc(STACK_SIZE*sizeof(SElemType)); if(! s.base) exit(OVERFLOW); s.top=s.base; s.stacksize=STACK_SIZE; returnOK; } StatusStackempty(SqStack&s) { if(s.base==s.top) returnOK; else returnNO; } Statuspush_num(SqStack&s,inte) { if(s.top-s.base>=s.stacksize) { 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; } *s.top++=e; returnOK; } Statuspush_operate(SqStack&s,SElemTypee) { if(s.top-s.base>=s.stacksize) { 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; } *s.top++=e; returnOK; } Statuspop_operate(SqStack&s,SElemType&c) { if(s.top==s.base) returnNO; c=*--s.top; returnOK; } Statuspop_num(SqStack&s,int&c) { if(s.top==s.base) returnNO; c=*--s.top; returnOK; } charGetTop(SqStack&s) { charc; if(s.top==s.base) returnNO; c=*(s.top-1); returnc; } Statuscaculate(inta,SElemTypeoperate,intb) { ints; if(operate=='+') s=a+b; if(operate=='-') s=a-b; if(operate=='*') s=a*b; if(operate=='/') s=a/b; returns; } StatusIn(SElemTypec) { if(c=='+'||c=='-'||c=='*'||c=='/'||c=='#'||c=='('||c==')') returnOK; if(c>='0'&&c<='9') returnNO; return-1; } charPrecede(SElemTypea,SElemTypeb) { if(a=='+'||a=='-') { if(b=='+'||b=='-'||b==')'||b=='#') return'>'; if(b=='*'||b=='/'||b=='(') return'<'; } if(a=='*'||a=='/') { if(b=='+'||b=='-'||b==')'||b=='*'||b=='/'||b=='#') return'>'; if(b=='(') return'<'; } if(a=='(') { if(b==')') return'='; if(b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/') return'<'; if(b=='#') return''; } if(a==')') { if(b==')') return''; if(b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b=='('||b=='#') return'>'; } if(a=='#') { if(b=='#') return'='; if(b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b=='(') return'<'; if(b==')') return''; } return''; } charOperatecxz() { SqStackOperate,Num; charc,e,x; intnum,a,b,flat=1,sz=0; Initstack(Operate); push_operate(Operate,'#'); Initstack(Num); c=getchar(); while(c! ='#'||GetTop(Operate)! ='#') { if(In(c)==-1) { cout<<"inputerror! "< flat=0; break; } if(In(c)! =1) { if(sz==0) { num=change(c); sz=1; c=getchar(); continue; } if(sz==1) num=num*10+change(c); c=getchar(); continue; } else { if(sz==1) push_num(Num,num); sz=0; x=GetTop(Operate); switch(Precede(GetTop(Operate),c)) { case'<': { push_operate(Operate,c); c=getchar(); break; } case'=': { pop_operate(Operate,e); c=getchar(); break; } case'>': { pop_num(Num,a); pop_operate(Operate,e); pop_num(Num,b); push_num(Num,caculate(b,e,a)); break; } } } } pop_operate(Operate,e); if(e! ='#') flat=0; if(flat==1) { pop_num(Num,a); returna; } if(flat==0) return0; } 五.实验结果与讨论 (描述最终得到的结果,并进行分析说明,可能的误差原因) 第一题: 1把主函数中的ClearStack(S);DsetroyStack(S)注释掉的结果: 2不把ClearStack(S)注释掉,把栈清空: 3不把DsetroyStack(S)注释掉,即销毁栈: 出现一堆乱码,说明销毁成功。 第二题的输出: 1正常输入表达式则输出: 2如果输入的表达式出错则输出: 六.实验总结: 1在写主函数时,如果是用voidmain的形式,那么可以不用有返回值,如果是intmain或|statusmain的话,要有返回值,既末尾要有return语句。 2有时候写的没有出现问题,但运行的结果是Pressanukeytocontinue。 程序肯定有错,但为什么会出现这种问题呢。 3分号的忘记那还是很经常的,要加强注意。 4原本把ClearStack(S);DsetroyStack(S)放在for循环之后,检查不出ClearStack(S);DsetroyStack(S)的函数是否正确。 把它们for循环之前,GetTop(S,c)语句之后,再利用注释等的,就可以很明显的看出栈是否被清空或销毁。 5在做表达式的计算的时候一定要注意何时入栈何时出栈。 如果如栈与出栈的情况判断不清楚就无法得出答案。 6在定义栈的时候Num中的元素最好使用int类型的而不是char类型的。 因为这样会简化charOperatecxz()的计算复杂度。 7对于表达式的判错情况,根据题目中的提示对每次读入的字符进行判断。 8对于不是个位数的计算,首先用了个 Statuschange(SElemTypee) { intm; m=e-48; returnm; } 把每个字符转化成int型,然后再用sz作为标记直到读入的数不是数字为止。 此时再将之前读入的数num压入Num栈中。 9对于优先级的判断按照书上给定的表格进行建立关系。 注意优先级的判断为这个实验最为关键的,也是最需要细心的地方。 只要有一个地方弄错,将导致整个实验都出错。
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