資料結構實驗報告 棧和佇列
阿新 • • 發佈：2019-01-30
一、實驗目的
1．掌握棧、佇列的思想及其儲存實現。
2．掌握棧、佇列的常見演算法的程式實現。
二、實驗儀器及環境：
PC計算機 windows 7作業系統 CodeBlocks10.05
三、實驗內容及結果
1．採用鏈式儲存實現棧的初始化、入棧、出棧操作。
2．採用順序儲存實現棧的初始化、入棧、出棧操作。
3．採用鏈式儲存實現佇列的初始化、入隊、出隊操作。
4．採用順序儲存實現迴圈佇列的初始化、入隊、出隊操作。
5．在主函式中設計一個簡單的選單，分別測試上述演算法。
6. 利用棧實現數制轉換（將一個十進位制數轉換成d進位制數）
7. 利用佇列列印楊輝三角：編寫程式，根據輸入的行數，螢幕顯示楊輝三角。
楊輝三角的特點是兩個腰上的數字都為1，其它位置上的數字是其上一行中與之相鄰的兩個整數之和。所以在列印過程中，第i行上的元素要由第i-1行中的元素來生成。在迴圈佇列中依次存放第i-1行上的元素，然後逐個出隊並列印，同時生成第i行元素併入佇列。
行數為8的楊輝三角如下所示：
#include <iostream> #include <stdio.head> #include <stdlib.head> #include <string.head> #define ElemType int #define max 100 using namespace std; typedef struct node1 { ElemType data; struct node1 *next; }Node1,*LinkList;//鏈棧 typedef struct { ElemType *base; int top; }SqStack;//順序棧 typedef struct node2 { ElemType data; struct node2 *next; }Node2,*LinkQueue; typedef struct node22 { LinkQueue front; LinkQueue rear; }*LinkList;//鏈佇列 typedef struct { ElemType *base; int front,rear; }SqQueue;//順序佇列
//1．採用鏈式儲存實現棧的初始化、入棧、出棧操作。
LinkList CreateStack()//建立棧 { LinkList top; top=NULL; return top; } bool StackEmpty(LinkList s)//判斷棧是否為空，0代表空 { if(s==NULL) return 0; else return 1; } LinkList Pushead(LinkList s,int x)//入棧 { LinkList q,top=s; q=(LinkList)malloc(sizeof(Node1)); q->data=x; q->next=top; top=q; return top; } LinkList Pop(LinkList s,int &e)//出棧 { if(!StackEmpty(s)) { printf("棧為空。"); } else { e=s->data; LinkList p=s; s=s->next; free(p); } return s; } void DisplayStack(LinkList s)//遍歷輸出棧中元素 { if(!StackEmpty(s)) printf("棧為空。"); else { wheadile(s!=NULL) { cout<<s->data<<" "; s=s->next; } cout<<endl; } }
//2．採用順序儲存實現棧的初始化、入棧、出棧操作。
int StackEmpty(int t)//判斷棧S是否為空
{
SqStack.top=t;
if (SqStack.top==0)
return 0;
else return 1;
}
int InitStack()
{
SqStack.top=0;
return SqStack.top;
}
int pushead(int t,int e)
{
SqStack.top=t;
SqStack.base[++SqStack.top]=e;
return SqStack.top;
}
int pop(int t,int *e)//出棧
{
SqStack.top=t;
if(!StackEmpty(SqStack.top))
{
printf("棧為空.");
return SqStack.top;
}
*e=SqStack.base[s.top];
SqStack.top--;
return SqStack.top;
}
//3．採用鏈式儲存實現佇列的初始化、入隊、出隊操作。
LinkList InitQueue()//建立
{
LinkList head;
head->rear=(LinkQueue)malloc(sizeof(Node));
head->front=head->rear;
head->front->next=NULL;
return head;
}
void deleteEle(LinkList head,int &e)//出隊
{
LinkQueue p;
p=head->front->next;
e=p->data;
head->front->next=p->next;
if(head->rear==p) head->rear=head->front;
free(p);
}
void EnQueue(LinkList head,int e)//入隊
{
LinkQueue p=(LinkQueue)malloc(sizeof(Node));
p->data=e;
p->next=NULL;
head->rear->next=p;
head->rear=p;
}
//4．採用順序儲存實現迴圈佇列的初始化、入隊、出隊操作。
bool InitQueue(SqQueue &head)//建立佇列
{
head.data=(int *)malloc(sizeof(int));
head.front=head.rear=0;
return 1;
}
bool EnQueue(SqQueue &head,int e)//入隊
{
if((head.rear+1)%MAXQSIZE==head.front)
{
printf("佇列已滿\n");
return 0;
}
head.data[head.rear]=e;
head.rear=(head.rear+1)%MAXQSIZE;
return 1;
}
int QueueLengthead(SqQueue &head)//返回佇列長度
{
return (head.rear-head.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;
}
bool deleteEle(SqQueue &head,int &e)//出隊
{
if(head.front==head.rear)
{
cout<<"佇列為空！"<<endl;
return 0;
}
e=head.data[head.front];
head.front=(head.front+1)%MAXQSIZE;
return 1;
}
int gethead(SqQueue head)//得到佇列頭元素
{
return head.data[head.front];
}
int QueueEmpty(SqQueue head)//判斷佇列是否為空
{
if (head.front==head.rear)
return 1;
else
return 0;
}
void travelQueue(SqQueue head)//遍歷輸出
{
wheadile(head.front!=head.rear)
{
printf("%d ",head.data[head.front]);
head.front=(head.front+1)%MAXQSIZE;
}
cout<<endl;
}
//5．在主函式中設計一個簡單的選單，分別測試上述演算法。
int main()
{
LinkList top=CreateStack();
int x;
wheadile(scanf("%d",&x)!=-1)
{
top=Pushead(top,x);
}
int e;
wheadile(StackEmpty(top))
{
top=Pop(top,e);
printf("%d ",e);
}//以上是鏈棧的測試
int top=InitStack();
int x;
wheadile(cin>>x)
top=pushead(top,x);
int e;
wheadile(StackEmpty(top))
{
top=pop(top,&e);
printf("%d ",e);
}//以上是順序棧的測試
LinkList Q;
Q=InitQueue();
int x;
wheadile(scanf("%d",&x)!=-1)
{
EnQueue(Q,x);
}
int e;
wheadile(Q)
{
deleteEle(Q,e);
printf("%d ",e);
}//以上是鏈佇列的測試
SqQueue Q1;
InitQueue(Q1);
int x;
wheadile(scanf("%d",&x)!=-1)
{
EnQueue(Q1,x);
}
int e;
wheadile(QueueEmpty(Q1))
{
deleteEle(Q1,e);
printf("%d ",e);
}
return 0;
}
//6. 利用棧實現數制轉換（將一個十進位制數轉換成d進位制數）
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 10
typedef int SElemType;
using namespace std;
typedef struct{
SElemType *base;
SElemType *top;
int stacksize;
}SqStack;
void InitStack(SqStack &S)
{
S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
if(!S.base) return;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
//return 1;
}
int Push(SqStack &S, SElemType e)
{
if(S.top-S.base>=S.stacksize)
{
S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
if(!S.base) return 0;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
return 1;
}
int Pop(SqStack &S, SElemType &e)
{
if(S.top==S.base) return 0;
e=*--S.top;
return 1;
}
int stackempty(SqStack &s)
{
if(s.top==s.base)
return 1;
else return 0;
}
int main()
{
SElemType e,a,t;
SqStack s;
InitStack(s);
cout<<"請輸入轉化為幾進位制:";
cin>>t;
cout<<"請輸入一個十進位制數:";
cin>>a;
while(a)
{
Push(s,a%t);
a=a/t;
}
while(!stackempty(s))
{
Pop(s,e);
cout<<e;
}
return 0;
}
//7. 利用佇列列印楊輝三角：編寫程式，根據輸入的行數，螢幕顯示楊輝三角。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
#include <set>
#include <map>
#include <string>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int MAXSIZE=100;
typedef struct
{
int *data;
int front,rear;
} SeQueue;
int n;
bool InitQueue(SeQueue &Q)
{
Q.data = (int *) malloc (MAXSIZE * sizeof(int));
if (!Q.data) {printf("OVERFLOW\n");return 0;}
Q.front=0;
Q.rear=0;
return 1;
}
bool EnQueue(SeQueue &Q, int e)
{
if ( (Q.rear+1) % MAXSIZE == Q.front ) {printf("OVERFLOW\n");return 0;}
Q.data[++Q.rear] = e;
Q.rear=(Q.rear+1) % MAXSIZE;
return 1;
}
bool DeQueue(SeQueue &Q, int &e)
{
if (Q.front == Q.rear) {printf("UNDERFLOW\n");return 0;}
e = Q.data[++Q.front];
Q.front=(Q.front+1) % MAXSIZE;
return 1;
}
int gethead(SeQueue &Q, int &e)
{
if (Q.front == Q.rear) {printf("UNDERFLOW\n");return 0;}
e = Q.data[++Q.front];
return 1;
}
void GetTriangle(SeQueue &Q, int e)
{
int cur=0;
int pre;
for(int i=1; i<=n-e; i++)
printf(" ");
for(int i=0; i<=e; i++)
{
pre=cur;
DeQueue(Q,cur);
printf("%3d ",cur);
EnQueue(Q,cur+pre);
}
EnQueue(Q,cur);
printf("\n");
}
int main()
{
while(1)
{
printf("輸入一個正整數表示你所需要的楊輝三角階數(0~15)： ");
if (scanf("%d",&n)==EOF) break;
printf("\n");
SeQueue Q;
InitQueue(Q);
EnQueue(Q,1);
for(int i=0; i<=n; i++)
{
GetTriangle(Q,i);
}
}
return 0;
}