数据结构实验报告(栈_括号匹配) (1)

第1篇一、实验目的1. 理解栈的基本概念和操作；2. 掌握栈的顺序存储和链式存储实现方法；3. 熟悉栈在程序设计中的应用。

二、实验内容1. 栈的顺序存储结构实现；2. 栈的链式存储结构实现；3. 栈的基本操作（入栈、出栈、判空、求栈顶元素）；4. 栈在程序设计中的应用。

三、实验方法1. 采用C语言进行编程实现；2. 对实验内容进行逐步分析，编写相应的函数和程序代码；3. 通过运行程序验证实验结果。

四、实验步骤1. 实现栈的顺序存储结构；（1）定义栈的结构体；（2）编写初始化栈的函数；（3）编写入栈、出栈、判空、求栈顶元素的函数；（4）编写测试程序，验证顺序存储结构的栈操作。

2. 实现栈的链式存储结构；（1）定义栈的节点结构体；（2）编写初始化栈的函数；（3）编写入栈、出栈、判空、求栈顶元素的函数；（4）编写测试程序，验证链式存储结构的栈操作。

3. 栈在程序设计中的应用；（1）实现一个简单的四则运算器，使用栈进行运算符和操作数的存储；（2）实现一个逆序输出字符串的程序，使用栈进行字符的存储和输出；（3）编写测试程序，验证栈在程序设计中的应用。

五、实验结果与分析1. 顺序存储结构的栈操作实验结果：（1）入栈操作：在栈未满的情况下，入栈操作成功，栈顶元素增加；（2）出栈操作：在栈非空的情况下，出栈操作成功，栈顶元素减少；（3）判空操作：栈为空时，判空操作返回真，栈非空时返回假；（4）求栈顶元素操作：在栈非空的情况下，成功获取栈顶元素。

2. 链式存储结构的栈操作实验结果：（1）入栈操作：在栈未满的情况下，入栈操作成功，链表头指针指向新节点；（2）出栈操作：在栈非空的情况下，出栈操作成功，链表头指针指向下一个节点；（3）判空操作：栈为空时，判空操作返回真，栈非空时返回假；（4）求栈顶元素操作：在栈非空的情况下，成功获取栈顶元素。

3. 栈在程序设计中的应用实验结果：（1）四则运算器：成功实现加、减、乘、除运算，并输出结果；（2）逆序输出字符串：成功将字符串逆序输出；（3）测试程序：验证了栈在程序设计中的应用。

一、实验目的本次实验旨在通过编写程序实现括号匹配功能，加深对栈数据结构原理的理解和应用。

通过实验，掌握栈的基本操作，如入栈、出栈、判断栈空等，并学会利用栈解决括号匹配问题。

二、实验原理1. 栈是一种后进先出（LIFO）的线性数据结构，它只允许在栈顶进行插入和删除操作。

2. 括号匹配问题是指在一个字符串中，判断左右括号是否成对出现，且对应匹配。

3. 在解决括号匹配问题时，可以使用栈来存储遇到的左括号，并在遇到右括号时进行匹配。

如果栈为空或括号不匹配，则判断为无效括号。

如果栈为空，表示括号匹配正确，否则表示不匹配。

三、实验内容1. 定义栈结构体，包括栈的最大容量、栈顶指针、栈底指针、栈元素数组等。

2. 编写栈的基本操作函数，如初始化、入栈、出栈、判断栈空等。

3. 编写括号匹配函数，利用栈实现括号匹配功能。

4. 编写主函数，接收用户输入的字符串，调用括号匹配函数进行判断，并输出结果。

四、实验步骤1. 定义栈结构体和栈的基本操作函数。

```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {char data[MAX_SIZE];int top;} Stack;void InitStack(Stack s) {s->top = -1;}int IsEmpty(Stack s) {return s->top == -1;}void Push(Stack s, char x) {if (s->top == MAX_SIZE - 1) { return;}s->data[++s->top] = x;}char Pop(Stack s) {if (s->top == -1) {return '\0';}return s->data[s->top--];}```2. 编写括号匹配函数。

```cint BracketMatch(char str) {Stack s;InitStack(&s);while (str) {if (str == '(' || str == '[' || str == '{') {Push(&s, str);} else if (str == ')' || str == ']' || str == '}') {if (IsEmpty(&s)) {return 0; // 不匹配}char c = Pop(&s);if ((c == '(' && str != ')') || (c == '[' && str != ']') || (c == '{' && str != '}')) {return 0; // 不匹配}}str++;}return IsEmpty(&s); // 栈为空，匹配成功}```3. 编写主函数。

数据结构实验报告：栈摘要：本实验报告旨在介绍栈这一重要的数据结构，以及在实际应用中的使用。

栈是一种先进后出（LIFO）的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。

本报告将详细介绍栈的定义、基本操作以及应用实例，并根据实验结果进行分析和总结。

1. 引言栈是一种基于线性表的数据结构，具有后进先出（LIFO）的特性。

它可以通过两个基本操作来实现：push（入栈）将元素添加到栈顶，pop（出栈）将栈顶元素移除。

栈在计算机科学中被广泛应用，如函数调用、表达式求值、括号匹配等。

2. 栈的实现栈可以通过数组或链表来实现。

数组实现的栈称为顺序栈，链表实现的栈称为链式栈。

无论是哪种实现方式，都需要实现以下基本操作：- push(element): 将元素添加到栈顶。

- pop(): 移除栈顶元素并返回。

- top(): 返回栈顶元素的值。

- isEmpty(): 判断栈是否为空。

- isFull(): 判断栈是否已满（仅顺序栈需要实现）。

3. 栈的应用3.1 函数调用栈在函数调用中起着关键作用。

每当一个函数被调用时，当前函数的局部变量、返回地址等信息都会被压入栈中。

当函数执行完毕时，这些信息会从栈中弹出，继续执行上一级函数。

3.2 表达式求值栈常用于表达式求值，特别是中缀表达式的转换和计算。

通过将中缀表达式转换为后缀表达式，可以方便地进行计算。

栈可以临时存储运算符，并根据运算符的优先级进行弹出和计算。

3.3 括号匹配栈的一个重要应用是括号匹配。

通过遍历字符串，将左括号压入栈中。

每当遇到右括号时，如果栈顶元素是匹配的左括号，则弹出栈顶元素；否则，表示括号不匹配。

4. 实验结果与分析根据我们对栈的实现和应用进行的实验，以下是我们得到的结论：- 通过数组实现的顺序栈在空间上存在一定的限制，可能会出现栈溢出的情况。

- 通过链表实现的链式栈没有空间限制，可以动态地添加和删除元素。

- 栈在函数调用和表达式求值中展现出了高效的性能，并能够简化程序的设计。

一、实验目的1. 理解栈的基本概念、特点及逻辑结构；2. 掌握栈的顺序存储和链式存储结构；3. 熟练掌握栈的基本操作，如入栈、出栈、判断栈空等；4. 理解栈在递归算法中的应用；5. 探究栈在实际问题中的应用。

二、实验内容1. 栈的定义与特点2. 栈的顺序存储结构3. 栈的链式存储结构4. 栈的基本操作5. 栈在递归算法中的应用6. 栈在实际问题中的应用三、实验步骤1. 栈的定义与特点（1）栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构；（2）栈的元素只能从一端（栈顶）进行插入和删除操作；（3）栈具有两个基本操作：入栈和出栈。

2. 栈的顺序存储结构（1）使用数组来实现栈的顺序存储结构；（2）定义一个数组作为栈的存储空间；（3）定义栈顶指针top，初始值为-1；（4）定义栈的最大容量maxSize。

3. 栈的链式存储结构（1）使用链表来实现栈的链式存储结构；（2）定义一个链表节点，包含数据域和指针域；（3）定义栈顶指针top，初始时指向链表头节点。

4. 栈的基本操作（1）入栈操作：将元素插入到栈顶，栈顶指针向上移动；（2）出栈操作：删除栈顶元素，栈顶指针向下移动；（3）判断栈空：判断栈顶指针是否为-1，是则栈空，否则栈非空。

5. 栈在递归算法中的应用（1）斐波那契数列的递归算法；（2）汉诺塔问题；（3）迷宫问题。

6. 栈在实际问题中的应用（1）括号匹配问题；（2）表达式求值问题；（3）递归函数的调用栈。

四、实验结果与分析1. 栈的定义与特点通过本次实验，我们深入理解了栈的基本概念、特点及逻辑结构，掌握了栈的后进先出特性。

2. 栈的顺序存储结构使用数组实现栈的顺序存储结构，操作简单高效。

在实验过程中，我们实现了栈的基本操作，如入栈、出栈、判断栈空等。

3. 栈的链式存储结构使用链表实现栈的链式存储结构，具有灵活性和扩展性。

在实验过程中，我们实现了栈的基本操作，如入栈、出栈、判断栈空等。

4. 栈的基本操作通过实验，我们熟练掌握了栈的基本操作，如入栈、出栈、判断栈空等，为后续递归算法和实际问题中的应用奠定了基础。

编写一个括号匹配的检验的程序实习报告在计算机科学领域，括号匹配是一个常见的问题。

括号匹配指的是在一个字符串中，所有的括号都必须正确地成对出现。

如果所有的括号都能正确地匹配，那么该字符串是合法的；否则，该字符串是非法的。

在本次程序实习中，我设计并实现了一个括号匹配的检验程序。

首先，我对括号匹配的问题进行了深入的研究和分析。

我发现，括号匹配问题可以通过使用栈来解决。

栈是一种遵循后进先出原则的数据结构，在括号匹配问题中非常适用。

我使用了一个栈来存储左括号，并在遍历字符串时进行匹配操作。

接下来，我实现了一个简单而高效的括号匹配检验程序。

该程序可以接收一个字符串作为输入，并判断该字符串中的括号是否匹配。

我使用了编程语言（例如C++或Python）来实现该程序，具体的实现细节如下：1. 首先，我创建了一个空栈，用来存储左括号。

2. 然后，我遍历输入的字符串，逐个检查每个字符。

3. 如果当前字符是左括号（例如'('、'{'或'['），则将其推入栈中。

4. 如果当前字符是右括号（例如')'、'}'或']'），则检查栈是否为空。

如果栈为空，则字符串中的右括号没有相应的左括号，该字符串是非法的；如果栈不为空，则将栈顶的左括号弹出并与当前的右括号进行匹配。

如果两个括号不匹配，那么该字符串是非法的。

5. 最后，当遍历完整个字符串后，检查栈是否为空。

如果栈为空，则说明所有的左括号都有相应的右括号，该字符串是合法的；如果栈不为空，则说明字符串中存在未匹配的左括号，该字符串是非法的。

通过实现这个括号匹配的检验程序，我学到了许多关于栈的知识和算法设计的技巧。

此外，我也加深了对括号匹配问题的理解和掌握。

通过编写和调试这个程序，我提高了自己的编程能力和解决问题的能力。

总的来说，本次括号匹配的检验程序实习让我深入了解了括号匹配问题，并通过实际动手编写代码来解决这个问题。

栈的应用实验报告导言：在计算机科学领域中，数据结构是一项非常重要的基础。

栈是一种常用的数据结构，它在算法设计和软件开发中具有广泛的应用。

本实验旨在探索栈的应用，并通过实际操作来加深对栈数据结构的理解。

实验目的：1. 了解栈的定义和基本操作。

2. 掌握栈在实际问题中的应用方法。

3. 培养问题分析和解决的能力。

实验步骤：1. 实现栈的基本操作：压入(push)和弹出(pop)。

2. 针对以下实际问题，设计并实现相应的栈应用。

一、括号匹配问题括号匹配问题是指在一个字符串中，括号的开闭配对是否正确。

例如，"{[()]}"是正确的括号匹配，而"{[(])}"则是错误的括号配对。

通过使用栈，我们可以很方便地解决这个问题。

算法步骤如下：1. 遍历字符串的每个字符。

2. 若字符是左括号，则将其压入栈中。

3. 若字符是右括号，则检查栈是否为空，若为空则配对错误；若非空，则弹出栈顶元素并检查是否与右括号匹配。

4. 遍历结束后，若栈为空，则括号匹配正确，否则匹配错误。

二、函数调用问题在计算机程序中，函数的调用和返回遵循"先进后出"的原则，即后调用的函数先返回。

栈提供了一种便捷的方式来管理函数调用和返回过程。

在实际的编程中，我们可以使用栈来存储函数的局部变量和返回地址等信息。

例如，以下是一个简单的函数调用示例：1. 函数A调用函数B。

2. 函数B在栈中保存局部变量和返回地址。

3. 函数B执行完毕后，从栈中弹出局部变量和返回地址，程序继续执行函数A。

三、逆波兰表达式求值问题逆波兰表达式是一种不使用括号来表示表达式的方法，而是通过运算符放置在操作数之后的方式来表示。

例如，表达式"2 3 +"等价于中缀表达式"2 + 3"。

利用栈，我们可以很方便地对逆波兰表达式进行求值。

算法步骤如下：1. 遍历逆波兰表达式的每个元素。

2. 若元素是操作数，则将其压入栈中。

数据结构栈和队列实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和掌握数据结构中的栈和队列的基本概念、操作原理以及实际应用。

通过编程实现栈和队列的相关操作，加深对其特性的认识，并能够运用栈和队列解决实际问题。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，开发工具为Visual Studio 2019。

三、实验原理（一）栈栈（Stack）是一种特殊的线性表，其操作遵循“后进先出”（Last In First Out，LIFO）的原则。

可以将栈想象成一个只有一端开口的容器，元素只能从开口端进出。

入栈操作（Push）将元素添加到栈顶，出栈操作（Pop）则从栈顶移除元素。

（二）队列队列（Queue）也是一种线性表，但其操作遵循“先进先出”（FirstIn First Out，FIFO）的原则。

队列就像是排队买票的队伍，先到的人先接受服务。

入队操作（Enqueue）将元素添加到队列的末尾，出队操作（Dequeue）则从队列的头部移除元素。

四、实验内容（一）栈的实现与操作1、定义一个栈的数据结构，包含栈顶指针、存储元素的数组以及栈的最大容量等成员变量。

2、实现入栈（Push）操作，当栈未满时，将元素添加到栈顶，并更新栈顶指针。

3、实现出栈（Pop）操作，当栈不为空时，取出栈顶元素，并更新栈顶指针。

4、实现获取栈顶元素（Top）操作，返回栈顶元素但不进行出栈操作。

5、实现判断栈是否为空（IsEmpty）和判断栈是否已满（IsFull）的操作。

（二）队列的实现与操作1、定义一个队列的数据结构，包含队头指针、队尾指针、存储元素的数组以及队列的最大容量等成员变量。

2、实现入队（Enqueue）操作，当队列未满时，将元素添加到队尾，并更新队尾指针。

3、实现出队（Dequeue）操作，当队列不为空时，取出队头元素，并更新队头指针。

4、实现获取队头元素（Front）操作，返回队头元素但不进行出队操作。

5、实现判断队列是否为空（IsEmpty）和判断队列是否已满（IsFull）的操作。

第1篇一、实验背景栈（Stack）是一种先进后出（First In Last Out，FILO）的数据结构，它是计算机科学中常用的数据存储方式之一。

在栈中，元素的插入和删除操作只能在栈顶进行。

本实验旨在通过编程实现栈的基本操作，加深对栈的理解和应用。

二、实验目的1. 理解栈的基本概念和特点。

2. 掌握栈的基本操作，如入栈、出栈、判断栈空、判断栈满等。

3. 熟悉栈在实际问题中的应用，提高编程能力。

三、实验内容1. 栈的定义与实现2. 栈的基本操作a. 入栈（Push）b. 出栈（Pop）c. 判断栈空（IsEmpty）d. 判断栈满（IsFull）e. 获取栈顶元素（Peek）3. 栈的应用实例四、实验过程1. 栈的定义与实现首先，我们需要定义一个栈的数据结构。

在C语言中，可以使用结构体（struct）来实现栈：```cdefine MAX_SIZE 100 // 定义栈的最大容量typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储栈元素的数组int top; // 栈顶指针} Stack;```2. 栈的基本操作（1）入栈（Push）入栈操作将一个元素添加到栈顶。

在执行入栈操作之前，需要判断栈是否已满。

如果栈未满，则将元素添加到栈顶；如果栈已满，则返回错误信息。

```cint Push(Stack s, int value) {if (s->top == MAX_SIZE - 1) {return -1; // 栈满}s->data[++s->top] = value; // 将元素添加到栈顶return 0; // 成功入栈}```（2）出栈（Pop）出栈操作将栈顶元素移除。

在执行出栈操作之前，需要判断栈是否为空。

如果栈不为空，则将栈顶元素移除；如果栈为空，则返回错误信息。

```cint Pop(Stack s, int value) {if (s->top == -1) {return -1; // 栈空}value = s->data[s->top--]; // 移除栈顶元素return 0; // 成功出栈}```（3）判断栈空（IsEmpty）判断栈空操作用于判断栈是否为空。

括号匹配检测实验报告本实验旨在设计和实现一个括号匹配检测算法，检测给定字符串中的括号是否正确匹配。

实验原理：括号匹配检测是一种常见的算法问题。

其基本原理是利用栈（Stack）数据结构进行括号的匹配。

当遇到左括号时，将其入栈；当遇到右括号时，判断栈顶元素是否与其对应的左括号相匹配，若匹配则将栈顶元素出栈，继续检测下一个字符；若不匹配，则说明括号不正确匹配，返回匹配失败；最后，若栈为空，则说明所有括号都正确匹配，返回匹配成功。

实验步骤：1. 设计栈数据结构及括号匹配检测算法。

2. 实现算法代码。

3. 设计测试用例，包括正确匹配和不正确匹配的字符串。

4. 运行测试用例，检测算法的正确性和效率。

5. 分析实验结果并撰写实验报告。

实验代码：以下是一个用Python语言实现的括号匹配检测算法示例代码：pythonclass Stack:def __init__(self):self.stack = []def is_empty(self):return len(self.stack) == 0def push(self, element):self.stack.append(element)def pop(self):if not self.is_empty():return self.stack.pop()else:return Nonedef peek(self):if not self.is_empty():return self.stack[-1]else:return Nonedef bracket_match(string):stack = Stack() # 创建栈对象brackets = {'(': ')', '[': ']', '{': '}'}for char in string:if char in brackets: # 左括号入栈stack.push(char)elif char in brackets.values(): # 右括号与栈顶元素匹配if stack.is_empty():return Falseif brackets[stack.peek()] == char:stack.pop()else:return Falsereturn stack.is_empty()# 测试用例test_cases = ["()", "{[]}", "[{()}]", "(}", "{[}]"]for test_case in test_cases:if bracket_match(test_case):print(test_case, "匹配成功")else:print(test_case, "匹配失败")实验结果：运行测试用例，可以得到以下结果：- "()" 匹配成功- "{[]}" 匹配成功- "[{()}]" 匹配成功- "(}" 匹配失败- "{[}]" 匹配失败实验讨论：根据实验结果，我们可以看到算法能够正确地检测出括号的匹配情况。

括号匹配实验报告实验报告课程名称：数据结构班级：实验成绩：实验名称：栈、队列、字符串和数组学号：批阅教师签字：实验编号：实验⼆姓名：实验⽇期：指导教师：组号：实验时间：⼀、实验⽬的（1）掌握栈、队列、串和数组的抽象数据类型的特征。

（2）掌握栈、队列、串和数组的抽象数据类型在计算机中的实现⽅法。

（3）学会使⽤栈、队列来解决⼀些实际的应⽤问题。

⼆、实验内容与实验步骤（1）实验内容：假设表达式中除了变量名、常量和运算符外，还可以允许两种括号：圆括号和中括号，其嵌套的次序随意，编写程序检验输⼊的表达式中括号的的顺序是否合法。

（2）描述抽象数据类型或设计的函数描述，说明为什么要使⽤这种抽象数据类型，并说明解决设想。

抽象数据类型或函数描述：⾸先定义了⼀个结构体并且声明为栈类型，在其中定义了空间基地址的指针、栈顶指针以及栈存储空间的⼤⼩。

之后设计了Creat _Stack的函数，⽤此函数来创建⼀个空栈，这样可以使⽤堆栈来实现括号匹配的功能，⼜设计了⼀个名为Stack_Full的函数了来判断栈是否已满，若栈未满才可继续之后的压栈功能，如果堆栈已满，则需要使⽤realloc来动态分配空间，扩⼤栈的存储空间。

我还设计了⼀个名为empty的函数，⽤它来判断堆栈是否为空，堆栈为空或不为空时分别返回0或1。

之后设计了名为push和pop的函数来实现括号的⼊栈和出栈，之后设计了名为Match的函数，来判断括号是否匹配，设计了名为clean的函数来清空堆栈，这样可以连续判断不同的多项式的括号是否匹配。

解决设想：对于本题，⾸先我使⽤了栈结构，利⽤栈中数据“先进后出”的特点来实现对括号是否匹配的检验。

实现过程基本如下：从左到右依次扫描多项式，如果遇到左括号便将左括号⼊栈，在所有左括号⼊栈之后便可以扫描到右括号，如果扫描到的右括号和栈顶的左括号可以匹配时，将左括号出栈，以此类推，最后判断栈是否为空，若为空，则括号匹配，否则括号不匹配。