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【資料結構】使用棧和佇列判斷字串是否是迴文

原題目:

  假設稱正讀和反讀都相同的字元序列為“迴文”,例如,‘abba’和‘abcba’是迴文,‘abcde’和‘ababab’則不是迴文。試寫一個演算法判別讀入的一個以‘@’為結束符的字元序列是否是“迴文”。

原始碼:

// *.cpp: 定義控制檯應用程式的入口點。

#include <iostream>
using namespace std;

#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREASE 10
#define SElemType char
#define QElemType char
#define Status int
#define OK 1
#define OVERFLOW -1
#define ERROR 0

typedef struct QNode {
	QElemType data;
	struct QNode *next;
}QNode, *QueuePtr;
typedef struct {
	QueuePtr front;     //對頭指標
	QueuePtr rear;      //隊尾指標
}LinkQueue;

//構造空佇列Q
Status InitQueue(LinkQueue &Q) {
	Q.front = Q.front = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));

	if (!Q.front) return OVERFLOW;
	Q.front->next = NULL;
	return OK;
}

//元素e插入佇列
Status EnQueue(LinkQueue &Q, QElemType e) {
	QueuePtr p, q;
	p = new QNode;
	q = new QNode;
	if (!p) return OVERFLOW;
	p->data = e;
	p->next = NULL;

	if (Q.front->next == NULL) {
		Q.front->next = p;
		Q.rear = p;
	}
	else {
		q = Q.front;
		while (q->next->next != NULL) {
			q = q->next;
		}
		q->next->next = p;
		Q.rear = p;
	}
	return OK;
}

//刪除Q的隊頭元素
Status DeQueue(LinkQueue &Q, QElemType &e) {
	QueuePtr p;
	if (Q.front == Q.rear) return ERROR;
	p = Q.front->next;
	e = p->data;
	Q.front->next = p->next;
	if (Q.rear == p) Q.rear = Q.front;
	delete(p);
	return OK;
}

typedef struct {
	SElemType *base;
	SElemType *top;
	int stacksize;
}SqStack;

//構造空棧S
Status InitStack(SqStack &S) {
	S.base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
	if (!S.base) return OVERFLOW;

	S.top = S.base;
	S.stacksize = STACK_INIT_SIZE;

	return OK;
}

//入棧操作
Status Push(SqStack &S, SElemType e) {
	if (S.top - S.base >= S.stacksize) {    //棧滿,追加空間
		S.base = (SElemType *)realloc(S.base, (S.stacksize + STACKINCREASE) * sizeof(SElemType));
		if (!S.base) return ERROR;      //儲存空間分配失敗
		S.top = S.base + S.stacksize;
		S.stacksize += STACKINCREASE;
	}

	*S.top = e;
	S.top++;
	return OK;
}

//出棧操作
Status Pop(SqStack &S, SElemType &e) {
	if (S.top == S.base) return ERROR;
	e = *--S.top;
	return OK;
}

//判斷是否是迴文,若是,返回OK,否則,返回ERROR
Status IsPalindrome(char p[]) {
	LinkQueue Q;
	SqStack S;
	if (!InitStack(S)) return ERROR;
	if (!InitQueue(Q)) return ERROR;
	SElemType e1;
	QElemType e2;

	int i = 0;
	while (p[i]) {            //將輸入的字串p輸入到棧和佇列中
		Push(S, p[i]);        //同時i記錄字元個數
		EnQueue(Q, p[i++]);
	}
	for (i; i>0; i--) {       //將字元分別從棧和佇列中取出
		Pop(S, e1);
		DeQueue(Q, e2);
		if (e1 != e2)         //兩個字元不相等,返回錯誤
			return ERROR;
	}
	return OK;
}

int main() {
	char p[80], e;
	cout << "請輸入一串字元:";
	cin >> p;
	if (IsPalindrome(p)) cout << p << "是迴文字串!\n";
	else cout << p << "不是迴文字串!" << endl;
	return 0;
}

執行結果圖:




另外:

  原題目要求的是一個以“@”為結束符的字串,然而上述程式碼不是這樣實現的。如果想按照原題目要求做,只需要將 IsPalindrome(char p[])函式中的第一個while循壞中的迴圈條件改為(p[i]!='@') 即可。

源部分程式碼:

Status IsPalindrome(char p[]) {
	LinkQueue Q;
	SqStack S;
	if (!InitStack(S)) return ERROR;
	if (!InitQueue(Q)) return ERROR;
	SElemType e1;
	QElemType e2;

	int i = 0;
	while (p[i]!='@') {          //【改變此處的迴圈終止條件即可!!!】
		Push(S, p[i]);        //同時i記錄字元個數
		EnQueue(Q, p[i++]);
	}
	for (i; i>0; i--) {       //將字元分別從棧和佇列中取出
		Pop(S, e1);
		DeQueue(Q, e2);
		if (e1 != e2)         //兩個字元不相等,返回錯誤
			return ERROR;
	}
	return OK;
}


執行結果:


上圖的輸出介面有點不符合常規,是因為直接將整個字串輸出了。這裡可以進一步改進。就不討論了。