大数据的结构栈和队列实验报告材料

1、一、实验目的和要求（1）理解栈和队列的特征以及它们之间的差异，知道在何时使用那种数据结构。（2）重点掌握在顺序栈上和链栈上实现栈的基本运算算法，注意栈满和栈空的条件。重点掌握在顺序队上和链队上实现队列的基本运算算法，注意循环队队列满和队空的 条件。（4）灵活运用栈和队列这两种数据结构解决一些综合应用问题。二、实验环境和方法实验方法：（一）综合运用课本所学的知识，用不同的算法实现在不同的程序功能。（二）结合指导老师的指导，解决程序中的问题，正确解决实际中存在的异常情况，逐步 改善功能。（三）根据实验内容，编译程序。实验环境：Windows xp Visual C+6.0三、实验内容及过程描述实验

2、步骤： 进入Visual C+ 6.0集成环境。 输入自己编好的程序。 检查一遍已输入的程序是否有错（包括输入时输错的和编程中的错误），如发现有错，及时改正。 进行编译和连接。如果在编译和连接过程中发现错误，频幕上会出现“报错信息” 根据提示找到出错位置和原因，加以改正。再进行编译，如此反复直到不出错为止。 运行程序并分析运行结果是否合理。在运行是要注意当输入不同的数据时所得结果是否正确，应运行多次，分别检查在不同情况下结果是否正确实验内容：编译以下题目的程序并调试运行。Workspace Proj3_1 ： 1 project(s) -：Proj31Jiles -_j Sourceiles

3、肉 algo3-1xpp 圍 exp3-1 .cpp i Header Files_| Resource FilesTCIassVicwl il FilcView 序栈个主1）、编写一个程序 algo3-1.cpp,实现顺 的各种基本运算，并在此基础上设计一 程序并完成如下功能：（1）初始化栈s；（2）判断栈s是否非空；(3) 依次进栈元素a,b,c,d,e；(4) 判断栈s是否非空；(5) 输出出栈序列；(6) 判断栈s是否非空；(7) 释放栈。图3.1 Proj3_1工程组成本工程Proj3_1的组成结构如图3.1所示。本工程的模块结构如图3.2所示。图中方框表示函数，方框中指出函数名，箭

4、头方向表示函数间的调用关系。初始化栈S销毁栈s/判断栈空/进栈出栈/取栈顶元素In itStack(SqStack *&s)DestroyStack(SqStack *&s)StackEmpty(SqStack *s)Push(SqStack *&s,ElemType e) Pop(SqStack *& s,ElemType &e) GetTop(SqStack *s,ElemType &e) 对应的程序如下：文件名：algo3-1.cpp #in clude #include #defi ne MaxSize 100 typedef char ElemType; typedef struct

5、 ElemType dataMaxSize;int top;栈顶指针 SqStack;void InitStack(SqStack *&s)/初始化栈 S s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack);s-top=-1;/栈顶指针置为-1void DestroyStack(SqStack *&s)/销毁栈 sfree(s);bool StackEmpty(SqStack *s)/ 判断栈空return(s-top=-1);bool Push(SqStack *&s,ElemType e)进栈 if (s-top=MaxSize-1) II栈满的情况，即栈上溢出 ret

6、urn false;s-top+;II栈顶指针增1s-datas-top=e;II元素e放在栈顶指针处return true;bool Pop(SqStack *& s,ElemType &e)II 出栈 if (s-top=-1)II栈为空的情况，即栈下溢出return false;e=s-datas-top; II取栈顶指针元素的元素 s-top-;II栈顶指针减1return true;bool GetTop(SqStack *s,ElemType &e)II 取栈顶元素 if (s-top=-1)II栈为空的情况，即栈下溢出return false;e=s-datas-top; II取

7、栈顶指针元素的元素 return true;设计exp3-1.cpp程序如下II文件名:exp3-1.cpp#in clude #include #defi ne MaxSize 100typedef char ElemType;typedef structElemType dataMaxSize;int top;栈顶指针 SqStack;extern void In itStack(SqStack *&；s);extern void DestroyStack(SqStack *& s);extern bool StackEmpty(SqStack *s);exter n bool Push(

8、SqStack *&s,ElemType e);extern bool Pop(SqStack *&s,ElemType & e);extern bool GetTop(SqStack *s,ElemType & e);void mai n()ElemType e;SqStack *s;printf(栈s的基本运算如下:n”);printf(1)初始化栈 sn);In itStack(s);printf( (2)栈为 %sn,(StackEmpty(s)?空:非空);printf( (3)依次进栈元素 a,b,c,d,en);Push(s,a);Push(s,b);Push(s,c);Push

9、(s,d);Push(s,e);printf( 栈为 %sn,(StackEmpty(s)?空:非空); printf(5)出栈序列:);while (!StackEmpty(s)Pop(s,e);prin tf(%c ,e);prin tf(n);printf( (6)栈为 %sn,(StackEmpty(s)?空:非空);printf( (7)释放栈 n);DestroyStack(s);运行结果如下：2）、编写一个程序algo3-2.cpp，实现链栈的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序并完成如下功能：（1）初始化链栈s;（2）判断链栈s是否非空；（3）依次进栈 a，b，c，d, e

10、；（4）判断链栈s是否非空；（5 ）输出链栈长度；（6）输出从栈底到栈顶元素；（7）输出出队序列；（8）判断链栈s是否非空；（9）释放队列。本工程Proj3_2的组成结构如图11 Workspace Proj3_2: 1 project(s) -1 Proj3_Z files s Source Files 5 ClassViewHFileView宙 algo3-2.cpp 圍 exp3-2.cpp _l Header Files _J Resource Files图3.3 Proj3_2工程组成3.3所示。本工程的模块结构如图3.4所示。图中方框表示函数，方框中指出函数名，箭头方向表示函数间的

11、调用关系图3.4 Proj3_2工程的程序结构图其中包含如下函数：InitStack(LiStack *&s)/初始化栈 sDestroyStack(LiStack *&s)/ 销毁栈StackEmpty(LiStack *s) 判断栈是否为空 Push(LiStack *&s,ElemType e)进栈Pop(LiStack *&s,ElemType &e)/ 出栈GetTop(LiStack *s,ElemType &e) /取栈顶元素对应的程序如下:/文件名：algo3-2.cpp#in elude 数据域#include typedef char ElemType; typedef s

12、truct li nknode ElemType data;ElemType data;数据域struct linknode *n ext;指针域 LiStack;void InitStack(LiStack *&s)/初始化栈 s s=(LiStack *)malloc(sizeof(LiStack);s- next=NULL;void DestroyStack(LiStack *&s)/ 销毁栈LiStack *p=s,*q=s-n ext;while (q!=NULL) free(p);p=q;q=p-n ext;free(p); II此时p指向尾节点，释放其空间bool StackEm

13、pty(LiStack *s) II 判断栈是否为空retur n(s-n ext=NULL);void Push(LiStack *& s,ElemType e)进栈 LiStack *p;p=(LiStack *)malloc(sizeof(LiStack);p-data=e;II新建元素e对应的节点*pp-next=s-next;II插入*p节点作为开始节点s_n ext=p;bool Pop(LiStack *&s,ElemType &e)II 出栈LiStack *p;if (s- next=NULL)II栈空的情况return false;p=s-n ext;IIp指向开始节点e=

14、p-data;s-n ext=p-n ext;II删除*p节点free(p);II释放*p节点return true;bool GetTop(LiStack *s,ElemType &e) II 取栈顶元素 if (s- next=NULL)栈空的情况return false;e=s-n ext-data; return true;设计exp3-2.cpp主程序/ 文件名:exp3-2.cpp#in elude #include typedef char ElemType;typedef struct li nknodeElemType data;数据域struct linknode *n e

15、xt;指针域 LiStack;extern void In itStack(LiStack *&；s);extern void DestroyStack(LiStack *&s);exter n bool StackEmpty(LiStack *s);extern void Push(LiStack *& s,ElemType e);exter n bool Pop(LiStack *&s,ElemType &e);extern bool GetTop(LiStack *s,ElemType & e);void mai n()ElemType e;LiStack *s;printf(栈s的基本

16、运算如下:n”);printf( (1)初始化栈 sn);In itStack(s);printf(2)栈为 %sn,(StackEmpty(s)?空:非空);printf(3)依次进栈元素 a,b,c,d,en);Push(s,a);Push(s,b);Push(s,c);Push(s,d);Push(s,e);printf(栈为 %sn,(StackEmpty(s)?空:非空);printf( (5)出栈序列:);while (!StackEmpty(s)Pop(s,e);prin tf(%c ,e);prin tf(n);printf(6)栈为 %sn,(StackEmpty(s)?空:

17、非空);printf( (7)释放栈 n);DestroyStack(s);程序运行结果如下：下nu8运化空进非序宀工桟k 本勢次翼毂ny S 吾 1234567 s耳b a 匚 4&c b acontinue.3)、编写一个程序 algo3-3.cpp，实现顺序环形队列的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序并完成如下功能:(1) 初始化队列q;(2) 判断队列q是否非空；(3) 依次进队列a,b,c;(4) 出队一个元素，输出该元素;(5) 输出队列q的元素个数；(6 )依次进队列元素 d,e,f;(7) 输出队列q的元素个数；11 Workspace Poj3_3: 1 project

18、(s) -Bl Proj3 _3 files -Source FilesC Header FilesI Resource Files: Cl酣凶沱钏圍Fil肆怔评图3-5 Proj3_3的工程组成(8) 输出出队序列；(9) 释放队列。本工程Proj3_3的组成结构如图3.5所示。本工程的模块结构如图 3.6所示。图中方框表示函数，方框中指出函数名，箭头方向表示函数间的调用关系图3.6 Proj3_3工程的程序结构图其中包含如下函数：Ini tQueue(SqQueue *& q) 初始化队列DestroyQueue(SqQueue *&q)/ 销毁队列QueueEmpty(SqQueue *

19、q)判断队列空en Queue(SqQueue *&q,ElemType e) 进队 deQueue(SqQueue *&q,ElemType &e) / 出队对应的程序如下:/文件名：algo3-3.cpp#in elude #include #defi ne MaxSize 5typedef char ElemType;typedef structElemType dataMaxSize;int fron t,rear;/队首和队尾指针 SqQueue;void Ini tQueue(SqQueue *&q)/ 初始化队列 q=(SqQueue *)malloc (sizeof(SqQue

20、ue);q_fron t=q-rear=0;void DestroyQueue(SqQueue *&q)/ 销毁队列free(q);bool QueueEmpty(SqQueue *q)/ 判断队列空return(q-fr on t=q-rear);bool en Queue(SqQueue *&q,ElemType e)/ 进队if (q-rear+1)%MaxSize=q-fro nt)/ 队满上溢出return false;q-rear=(q-rear+1)%MaxSize;q_dataq_rear=e;return true;bool deQueue(SqQueue *&q,ElemT

21、ype &e) / 出队if (q-fro nt=q-rear)/ 队空下溢出return false;q-fro nt=(q-fro nt+1)%MaxSize;e=q-dataq-fr on t;return true;设计exp3-3.cpp主程序#in clude #include #defi ne MaxSize 5typedef char ElemType;typedef structElemType elemMaxSize;int fron t,rear;/队首和队尾指针 SqQueue;exter n void In itQueue(SqQueue *&q);exter n void DestroyQueue(SqQueue *&q);exter n bool QueueEmpty(SqQueue *q);extern bool en Queue(SqQueue *& q,ElemType e); extern bool deQueue(SqQueue *& q,ElemType & e); void mai n()ElemType e;SqQueue *q;printf(环形队列基本运算如下:n);