数据结构实验二——顺序栈,链栈,循环队列,链队列

数据结构实验指导书（C++）-栈、队列、串的操作实验二栈、队列、串的操作实验类型：验证性实验要求：必修实验学时： 2学时一、实验目的：参照给定的栈类和队列类的程序样例，验证给出的栈和队列的常见算法，并结合线性表类实现有关串的操作。

二、实验要求：1、掌握栈、队列、串的特点。

掌握特殊线性表的常见算法。

2、提交实验报告，报告内容包括：目的、要求、算法描述、程序结构、主要变量说明、程序清单、调试情况、设计技巧、心得体会。

三、实验内容：1. 堆栈类测试和应用问题。

要求：(1)设计一个主函数实现对顺序堆栈类和链式堆栈类代码进行测试。

测试方法为：依次把数据元素1,2,3,4,5入栈，然后出栈堆栈中的数据元素并在屏幕上显示。

(2)定义数据元素的数据类型为如下形式的结构体：typedef struct{ char taskname[10];//任务名int taskno; //任务号｝DataType；设计一个包含5个数据元素的测试数据，并设计一个主函数实现依次把5个数据元素入栈，然后出栈堆栈中的数据元素并在屏幕上显示。

2. 队列类测试和应用问题。

要求：设计一个主函数对循环队列类和链式队列类代码进行测试.测试方法为：依次把数据元素1,2,3,4,5入队，然后出队中的数据元素并在屏幕上显示。

3．设计串采用顺序存储结构，编写函数实现两个串的比较Compare(S, T)。

要求比较结果有大于、等于和小于三种情况。

*4. 设计算法利用栈类实现把十进制整数转换为二至九进制之间的任一进制输出。

*5. 设计串采用静态数组存储结构，编写函数实现串的替换Replace(S, start, T, V)，即要求在主串S中，从位置start开始查找是否存在子串T，若主串S中存在子串T，则用子串V替换子串T，且函数返回1；若主串S中不存在子串T，则函数返回０。

并要求设计主函数进行测试。

一个测试例子为：S＝”I am a student”，T=”student”，V=”teacher “。

数据结构与算法分析实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和分析，深入理解数据结构和算法的基本概念、原理和应用，提高解决实际问题的能力，培养逻辑思维和编程技巧。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，使用的开发工具为 PyCharm。

操作系统为 Windows 10。

三、实验内容（一）线性表的实现与操作1、顺序表的实现使用数组实现顺序表，包括插入、删除、查找等基本操作。

通过实验，理解了顺序表在内存中的存储方式以及其操作的时间复杂度。

2、链表的实现实现了单向链表和双向链表，对链表的节点插入、删除和遍历进行了实践。

体会到链表在动态内存管理和灵活操作方面的优势。

（二）栈和队列的应用1、栈的实现与应用用数组和链表分别实现栈，并通过表达式求值的例子，展示了栈在计算中的作用。

2、队列的实现与应用实现了顺序队列和循环队列，通过模拟银行排队的场景，理解了队列的先进先出特性。

（三）树和二叉树1、二叉树的遍历实现了先序、中序和后序遍历算法，并对不同遍历方式的结果进行了分析和比较。

2、二叉搜索树的操作构建了二叉搜索树，实现了插入、删除和查找操作，了解了其在数据快速查找和排序中的应用。

（四）图的表示与遍历1、邻接矩阵和邻接表表示图分别用邻接矩阵和邻接表来表示图，并比较了它们在存储空间和操作效率上的差异。

2、图的深度优先遍历和广度优先遍历实现了两种遍历算法，并通过对实际图结构的遍历，理解了它们的应用场景和特点。

（五）排序算法的性能比较1、常见排序算法的实现实现了冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序等常见的排序算法。

2、算法性能分析通过对不同规模的数据进行排序实验，比较了各种排序算法的时间复杂度和空间复杂度。

四、实验过程及结果（一）线性表1、顺序表在顺序表的插入操作中，如果在表头插入元素，需要将后面的元素依次向后移动一位，时间复杂度为 O(n)。

删除操作同理，在表头删除元素时，时间复杂度也为 O(n)。

一、实验背景数据结构是计算机科学中一个重要的基础学科，它研究如何有效地组织和存储数据，并实现对数据的检索、插入、删除等操作。

为了更好地理解数据结构的概念和原理，我们进行了一次数据结构实训实验，通过实际操作来加深对数据结构的认识。

二、实验目的1. 掌握常见数据结构（如线性表、栈、队列、树、图等）的定义、特点及操作方法。

2. 熟练运用数据结构解决实际问题，提高算法设计能力。

3. 培养团队合作精神，提高实验报告撰写能力。

三、实验内容本次实验主要包括以下内容：1. 线性表（1）实现线性表的顺序存储和链式存储。

（2）实现线性表的插入、删除、查找等操作。

2. 栈与队列（1）实现栈的顺序存储和链式存储。

（2）实现栈的入栈、出栈、判断栈空等操作。

（3）实现队列的顺序存储和链式存储。

（4）实现队列的入队、出队、判断队空等操作。

3. 树与图（1）实现二叉树的顺序存储和链式存储。

（2）实现二叉树的遍历、查找、插入、删除等操作。

（3）实现图的邻接矩阵和邻接表存储。

（4）实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。

4. 算法设计与应用（1）实现冒泡排序、选择排序、插入排序等基本排序算法。

（2）实现二分查找算法。

（3）设计并实现一个简单的学生成绩管理系统。

四、实验步骤1. 熟悉实验要求，明确实验目的和内容。

2. 编写代码实现实验内容，对每个数据结构进行测试。

3. 对实验结果进行分析，总结实验过程中的问题和经验。

4. 撰写实验报告，包括实验目的、内容、步骤、结果分析等。

五、实验结果与分析1. 线性表（1）顺序存储的线性表实现简单，但插入和删除操作效率较低。

（2）链式存储的线性表插入和删除操作效率较高，但存储空间占用较大。

2. 栈与队列（1）栈和队列的顺序存储和链式存储实现简单，但顺序存储空间利用率较低。

（2）栈和队列的入栈、出队、判断空等操作实现简单，但需要考虑数据结构的边界条件。

3. 树与图（1）二叉树和图的存储结构实现复杂，但能够有效地表示和处理数据。

数据结构实验指导书计算机学院专业基础教研室2004年3月实验一线性表及其应用一、实验目的1.熟悉C语言的上机环境，进一步掌握C语言的结构特点。

2.掌握线性表的顺序存储结构的定义及C语言实现。

3.掌握线性表的链式存储结构——单链表的定义及C语言实现。

4.掌握线性表在顺序存储结构即顺序表中的各种基本操作。

5.掌握线性表在链式存储结构——单链表中的各种基本操作。

二、实验内容1.顺序线性表的建立、插入及删除。

2.链式线性表的建立、插入及删除。

三、实验步骤1.建立含n个数据元素的顺序表并输出该表中各元素的值及顺序表的长度。

2.利用前面的实验先建立一个顺序表L={21，23，14，5，56，17，31}，然后在第i个位置插入元素68。

3.建立一个带头结点的单链表，结点的值域为整型数据。

要求将用户输入的数据按尾插入法来建立相应单链表。

四、实现提示1.由于C语言的数组类型也有随机存取的特点，一维数组的机内表示就是顺序结构。

因此，可用C语言的一维数组实现线性表的顺序存储。

在此，我们利用C语言的结构体类型定义顺序表：#define MAXSIZE 1024typedef int elemtype; /* 线性表中存放整型元素*/typedef struct{ elemtype vec[MAXSIZE];int len; /* 顺序表的长度*/}sequenlist;将此结构定义放在一个头文件sqlist.h里，可避免在后面的参考程序中代码重复书写，另外在该头文件里给出顺序表的建立及常量的定义。

2. 注意如何取到第i个元素，在插入过程中注意溢出情况以及数组的下标与位序（顺序表中元素的次序）的区别。

3.单链表的结点结构除数据域外，还含有一个指针域。

用C语言描述结点结构如下：typedef int elemtype;typedef struct node{ elemtype data; //数据域struct node *next; //指针域}linklist;注意结点的建立方法及构造新结点时指针的变化。

数据结构实验报告一、实验目的数据结构是计算机科学中重要的基础课程，通过本次实验，旨在深入理解和掌握常见数据结构的基本概念、操作方法以及在实际问题中的应用。

具体目的包括：1、熟练掌握线性表（如顺序表、链表）的基本操作，如插入、删除、查找等。

2、理解栈和队列的特性，并能够实现其基本操作。

3、掌握树（二叉树、二叉搜索树）的遍历算法和基本操作。

4、学会使用图的数据结构，并实现图的遍历和相关算法。

二、实验环境本次实验使用的编程环境为具体编程环境名称，编程语言为具体编程语言名称。

三、实验内容及步骤（一）线性表的实现与操作1、顺序表的实现定义顺序表的数据结构，包括数组和表的长度等。

实现顺序表的初始化、插入、删除和查找操作。

2、链表的实现定义链表的节点结构，包含数据域和指针域。

实现链表的创建、插入、删除和查找操作。

（二）栈和队列的实现1、栈的实现使用数组或链表实现栈的数据结构。

实现栈的入栈、出栈和栈顶元素获取操作。

2、队列的实现采用循环队列的方式实现队列的数据结构。

完成队列的入队、出队和队头队尾元素获取操作。

（三）树的实现与遍历1、二叉树的创建以递归或迭代的方式创建二叉树。

2、二叉树的遍历实现前序遍历、中序遍历和后序遍历算法。

3、二叉搜索树的操作实现二叉搜索树的插入、删除和查找操作。

（四）图的实现与遍历1、图的表示使用邻接矩阵或邻接表来表示图的数据结构。

2、图的遍历实现深度优先遍历和广度优先遍历算法。

四、实验结果与分析（一）线性表1、顺序表插入操作在表尾进行时效率较高，在表头或中间位置插入时需要移动大量元素，时间复杂度较高。

删除操作同理，在表尾删除效率高，在表头或中间删除需要移动元素。

2、链表插入和删除操作只需修改指针，时间复杂度较低，但查找操作需要遍历链表，效率相对较低。

（二）栈和队列1、栈栈的特点是先进后出，适用于函数调用、表达式求值等场景。

入栈和出栈操作的时间复杂度均为 O(1)。

2、队列队列的特点是先进先出，常用于排队、任务调度等场景。

实验作业二：栈（顺序栈）和队列（循环队列）1. 将编号为0和1的两个栈存放于一个数组空间V[m]中，栈底分别处于数组的两端。

当第0号栈的栈顶指针top[0]等于-1时该栈为空，当第1号栈的栈顶指针top[1]等于m时该栈为空。

两个栈均从两端向中间增长。

当向第0号栈插入一个新元素时，使top[0]增1得到新的栈顶位置，当向第1号栈插入一个新元素时，使top[1]减1得到新的栈顶位置。

当top[0]+1 == top[1]时或top[0] == top[1]-1时，栈空间满，此时不能再向任一栈加入新的元素。

试定义这种双栈(Double Stack)结构的类定义，并实现判栈空、判栈满、插入、删除算法。

2. 求fibonacci数列算法，并比较。

（递归+非递归）（非递归方法可查阅其他资料）编写实习报告要求：一、需求分析二、概要设计1.抽象数据类型2.算法三、详细设计程序代码（注释）四、调试分析调试过程中所做的工作，时间复杂度等五、测试结果输入数据和输出数据示例六、说明（如果有）编程语言：C语言或C++语言实习报告提交方式：下次上机前，将实习报告(.doc)和源程序(.cpp)压缩成一个rar 文件，文件名称为学号_班级_姓名_第几次作业。

例如：3010216155_六班_张三_第二次作业.rar。

实习报告作为本课程的平时成绩。

抄袭、雷同，双方均为0分。

第一题：一、需求分析程序要求建立一个共享栈，分配一个存储空间，两个栈分别位于两头。

并实现对两个栈的插入，删除，和判断栈满和栈空。

栈的位置不同，所以要求对不同栈的插入和删除采用不同的算法。

二、概要设计1.抽象数据类型typedef struct {int *base;int *top;int stacksize;}stack;2.算法1.建立栈。

int instack(stack &s,stack &w,int length){s.base=(int *)malloc(length*sizeof(length));w.base=s.base+length;if(!s.base||!w.base) return 0;else{s.top=s.base;w.top=w.base;s.stacksize=length;w.stacksize=length;}return 1;}2.判断栈空。

数据结构实验二数据结构实验二：队列与栈的实现一、实验目的本实验旨在通过实现队列和栈数据结构，加深对队列和栈实现原理的理解，并熟练掌握队列和栈的基本操作。

二、实验要求1.使用C/C++语言实现队列的基本操作：初始化队列、入队、出队、判空、判满等。

2.使用C/C++语言实现栈的基本操作：初始化栈、入栈、出栈、判空、判满等。

3.验证队列和栈的实现是否正确。

4.分析队列和栈的时间复杂度，并给出实验结果。

5.撰写实验报告，包括实验目的、实验原理、实验步骤、程序源代码、实验结果和分析、实验总结等内容。

三、实验原理1.队列：队列是一种先进先出(FIF0)的数据结构。

在队列中，数据元素按照进入队列的顺序排列，首元素是最先进入的元素，尾元素是最后进入的元素。

队列的基本操作有：初始化队列、入队、出队、判空、判满等。

2.栈：栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构。

在栈中，数据元素按照进入栈的顺序排列，但是只能从栈顶进出，即最后进入的元素最先出栈。

栈的基本操作有：初始化栈、入栈、出栈、判空、判满等。

四、实验步骤1.实现队列的基本操作：1.初始化队列：创建一个空队列，并设置相关指针。

2.入队：将新元素插入到队尾。

3.出队：将队头元素删除，并返回其值。

4.判空：判断队列是否为空。

5.判满：判断队列是否已满。

2.实现栈的基本操作：1.初始化栈：创建一个空栈，并设置相关指针。

2.入栈：将新元素压入栈顶。

3.出栈：将栈顶元素弹出，并返回其值。

4.判空：判断栈是否为空。

5.判满：判断栈是否已满。

3.编写测试代码，验证队列和栈的基本操作是否正确。

4.进行性能测试，分析队列和栈的时间复杂度。

五、实验结果与分析1.队列的时间复杂度：●初始化队列：O(1)●入队：O(1)●出队：O(1)●判空：O(1)●判满：O(1)2.栈的时间复杂度：●初始化栈：O(1)●入栈：O(1)●出栈：O(1)●判空：O(1)●判满：O(1)3.根据实验结果可以看出，队列和栈的基本操作的时间复杂度都是O(1)，即常数时间复杂度，具有高效性。

一、线性表——上机实验题1.实验目的：（1）掌握顺序表的基本操作的实现方法。

（2）应用顺序表的基本操作算法实现集合A=AUB算法。

（3）掌握链式线性表的基本操作的实现方法。

（4）利用链表的基本操作算法实现集合A=A∩B算法。

2.实验内容：2.1 编写一个程序algo1-1.cpp，实现顺序表的各种基本运算，并在此基础上设计一个主函数完成如下功能：（1）初始化顺序表L；（2）依次插入a，b，c，d，e元素；（3）输出顺序表L；（4）输出顺序表L长度；（5）判断顺序表L是否为空；（6）输出顺序表L的第3个元素；（7）输出元素‘a’的位置；（8）在第4个元素位置上插入‘f’元素；（9）输出顺序表L；（10）删除L的第3个元素；（11）输出顺序表L；（12）释放顺序表L。

2.2编写一个程序algo1-2.cpp，可利用以上基本操作算法，实现A=AUB算法。

2.3编写一个程序algo1-3.cpp，实现单链表的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序exp1-2.cpp完成如下功能：（1）初始化单链表H；（2）依次插入a，b，c，d，e元素；（3）输出单链表H；（4）输出单链表H长度；（5）判断单链表H是否为空；（6）输出单链表H的第3个元素；（7）输出元素‘a’的位置；（8）在第4个元素位置上插入‘f’元素；（9）输出单链表H；（10）删除H的第3个元素；（11）输出单链表H；（12）释放单链表H。

2.4 编写一个程序algo1-4.cpp，可利用以上基本操作算法，实现递增有序的两个单链表A、B的交集运算A=A∩B。

二、栈和队列——上机实验题1.实验目的：（1）掌握顺序栈和链栈的各种基本运算（2）掌握循环队列的各种基本运算（3）利用栈先进后出的特点，解决一些实际问题。

2.实验内容：2.1编写一个程序algo2-1.cpp，实现顺序栈的各种基本运算，并在此基础上设计一个主函数完成如下功能：（1）初始化顺序栈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）输出栈的长度；（6）输出从栈顶到栈底元素；（7）元素出栈，输出出栈序列；（8）判断栈S是否非空；（9）释放栈。

实验报告（学科：数据结构）姓名__________________单位_______________________班级______________________实验名称：2.1 栈和队列的基本操作【问题描述】编写一个算法，输出指定栈中的栈底元素，并使得原栈中的元素倒置。

【基本要求】（1）正确理解栈的先进后出的操作特点，建立初始栈，通过相关操作显示栈底元素。

（2）程序中要体现出建栈过程和取出栈底元素后恢复栈的入栈过程，按堆栈的操作规则打印结果栈中的元素。

【实验步骤】（1）建立顺序栈SeqStack，存放测试数据；建立队列SeqQueue存放出栈数据；（2）建立InitStack、StackEmpty、StackFull、Pop、Push、GetTop函数用作顺序栈的基本操作；（3）建立InitQueue、QEmpty、Qfull、InQueue、OutQueue、ReadFront函数用作队列的基本操作；（4）建立主函数依次按序对子函数进行操作：InitStack初始化栈→Push压入数据→InitQueue初始化队列→Pop弹出数据→InQueue存入队列→OutQueue出队列→Push压入栈→Pop弹出数据→free清空栈与队列。

在数据的输入与数据的输出时提供必要的提示信息。

（5）使用Visual Studio C++ 2005语言环境进行调试，源代码P202-2-1.cpp通过编译生成目标文件P202-2-1.obj，运行可执行文件：实验2-2-1.exe测试通过。

【源代码】#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#define MaxSize 8typedef int ElemType;/*顺序栈的类型定义*/struct SeqStack{ElemType data[MaxSize];int top;};struct SeqStack * s;/*顺序队列的类型定义*/struct SeqQueue{ElemType data[MaxSize];int front,rear;};struct SeqQueue * sq;/*栈的基本运算*//*初始化栈操作*/void InitStack(struct SeqStack * s){s->top=-1;}/*判断栈空操作*/int StackEmpty(struct SeqStack * s){if(s->top==-1){ return(1);}else{return(0);}}/*判断栈满操作*/int StackFull(struct SeqStack * s){if(s->top==MaxSize-1){ return(1);}else{ return(0);}}/*压栈操作*/void Push(struct SeqStack *s,ElemType x) {if(s->top==MaxSize-1){printf("栈满溢出错误!\n");exit(1);}s->top++;s->data[s->top]=x;}/*弹栈操作*/ElemType Pop(struct SeqStack * s){if(StackEmpty(s)){printf("栈下溢错误!!\n");return(1);}s->top--;return s->data[s->top+1];}/*获取栈顶元素操作*/ElemType GetTop(struct SeqStack * s){if(StackEmpty(s)){printf("栈下溢错误!\n");exit(1);}return s->data[s->top];}/*队列的基本运算*//*初始化队列*/void InitQueue(struct SeqQueue * sq){sq->front=0;sq->rear=0;}/*判队空*/int QEmpty(struct SeqQueue * sq){if(sq->front==sq->rear){printf("队列已空，不能进行出队操作!\n");return(1); /*如果链队为空，则返回*/}else{return(0); /*否则返回*/ };}/*判队满*/int Qfull(struct SeqQueue * sq){if(sq->rear==MaxSize){ /*判队列是否已满*/printf("队列已满!\n");return(1); /*入队失败，退出函数运行*/ }return(0);}/*入队列操作*/void InQueue(struct SeqQueue * sq, int x){if(!Qfull(sq)){sq->data[sq->rear]=x; /*数据送给队尾指针所指单元*/sq->rear++; /*将队尾指针加*/ }}/*出队列操作*/ElemType OutQueue(struct SeqQueue *sq){if(sq->rear==sq->front){ /*判断队列是否为空*/printf("队列已空，不能进行出队操作!!\n");return(1); /*出队失败，退出函数运行*/ }sq->front++;return sq->data[sq->front-1];}/*读队头元素*/void ReadFront(struct SeqQueue * sq,int x){if(!QEmpty(sq)){sq->front++; /*将头指针加,前移*/OutQueue(sq); /*出队列操作*/ }}void main(){int n;struct SeqStack *a=(SeqStack *)malloc(sizeof(struct SeqStack));/*分配栈的内存空间，使结构指针a指向栈地址*/struct SeqQueue *sq=(SeqQueue *)malloc(sizeof(struct SeqQueue));InitStack(a);do{printf("输入栈中的数据:");scanf("%d",&n);Push(a,n);/*把数据压入栈中*/}while(!StackFull(a));InitQueue(sq);do{InQueue(sq,Pop(a)); /*弹出栈数据，把数据放进队列中*/}while(!(StackEmpty(a)&&Qfull(sq)));do{Push(a,OutQueue(sq)); /*从队列输出数据，把数据压入到栈内*/}while(!(QEmpty(sq)&&StackFull(a)));do{printf("输出栈中的数据:%d\n",Pop(a)); /*弹出栈中所有数据*/ }while(!StackEmpty(a));free(a);free(sq);}【实验数据】【结论】由于栈的结构特点决定了栈对数据的操作规则。

数据结构实验报告实验名称：实验2——栈和队列1 实验目的通过选择下面五个题目之一进行实现，掌握如下内容：进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用掌握栈的操作的实现方法掌握队列的操作的实现方法学习使用栈解决实际问题的能力学习使用队列解决实际问题的能力2 实验内容利用栈结构实现八皇后问题。

八皇后问题19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。

他的问题是：在8*8的棋盘上放置8个皇后，使其不能互相攻击，即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列、同一斜线上。

请设计算法打印所有可能的摆放方法。

提示：1、可以使用递归或非递归两种方法实现2、实现一个关键算法：判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线上2. 程序分析主程序：#include<iostream>using namespace std;const int StackSize=8; //皇后的个数int num=0;template <class T>class SeqStack //定义顺序栈模板类{public:SeqStack(){top=-1;} //构造函数，初始化空栈void Push(T x); //入栈操作void Pop();//出栈操作void PlaceQueen(int row); //放置皇后bool Judgement();//判断是否符合条件void Print();//输出符合条件的皇后排列bool Empty(){if(top==-1) return true;else return false;}; //判断栈是否为空private:T data[StackSize]; //定义数组int top; //栈顶指针};template <class T>void SeqStack<T>::Push(T x) //入栈操作{if(top>=StackSize-1) throw"上溢";top++;//栈顶指针上移data[top]=x;}template <class T>void SeqStack<T>::Pop()//出栈操作{if(Empty()) throw"下溢";top--;//栈顶指针下移}template <class T>bool SeqStack<T>::Judgement()//判断该位置是否合适{for(int i=0;i<top;i++)if(data[top]==data[i]||(abs(data[top]-data[i]))==(top-i))//判断是否满足任意两个皇后不在同列同一斜线return false;return true;}template <class T>void SeqStack<T>::PlaceQueen(int row) //放置皇后{for (int i=0;i<StackSize;i++){Push(i); //入栈if (Judgement())//判断位置是否合适{if (row<StackSize-1)PlaceQueen(row+1); //如果合适满足条件则放置一个皇后,递归调用else{num++;//不满足条件则到下一行Print();//输出符合条件的皇后}}Pop();//出栈}}template <class T>void SeqStack<T>::Print()//输出皇后函数{cout<<"NO."<<num<<":"<<endl; for(int i=0;i<StackSize;i++){for(int j=0;j<data[i];j++){cout<<"□";}cout<<"■";for(int j=StackSize-1;j>data[i];j--){cout<<"□";}cout<<endl;}cout<<endl;}void main(){SeqStack<int> Queen;Queen.PlaceQueen(0);cout<<"总共有"<<num<<"种摆放方法。

实验二栈与队列操作实验题目实验二栈与队列操作实验目的：(1)理解栈与队列的结构特征和运算特征，以便在实际问题背景下灵活运用。

(2)了解复杂问题的递归算法设计。

本次实验中，下列实验项目选做一。

1、顺序栈的基本操作[问题描述]设计算法，实现顺序栈的各种基本操作[基本要求]（1）初始化栈s。

（2）从键盘输入10个字符以$结束，建立顺序栈。

（3）从键盘输入1个元素，执行入栈操作。

（4）将栈顶元素出栈。

（5）判断栈是否为空。

（6）输出从栈顶到栈底元素。

要求程序通过一个主菜单进行控制，在主菜单界面通过选择菜单项的序号来调用各功能函数。

2、链栈的基本操作[问题描述]设计算法，实现链栈的各种基本操作[基本要求]（1）初始化栈s。

（2）从键盘输入10个字符以$结束，建立带头结点的链栈。

（3）从键盘输入1个元素，执行入栈操作。

（4）完成出栈操作。

（5）判断栈是否为空。

（6）输出从栈顶到栈底元素。

（7）输出链栈的长度。

要求程序通过一个主菜单进行控制，在主菜单界面通过选择菜单项的序号来调用各功能函数。

3、循环队列的基本操作[问题描述]设计算法，实现循环顺序队列的建立、入队、出队等操作。

[基本要求]（1）从键盘输入10个字符以$结束，建立循环队列，并显示结果。

（2）从键盘输入1个元素，执行入队操作，并显示结果。

（3）将队头元素出队，并显示结果。

（4）要求程序通过一个主菜单进行控制，在主菜单界面通过选择菜单项的序号来调用各功能函数。

4、只用尾指针表示的循环链表队列的综合操作[问题描述]假设以带头结点的的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素的结点（注意不设头指针），试编写队列初始化、入队、出队函数。

[基本要求及提示]（1）首先定义链表结点类型。

（2）编写带头结点的循环链表的初始化函数，只用尾指针表示。

（3）编写入队函数、出队函数。

（4）在主函数中编写菜单（1.初始化；2.入队；3.出队；4.退出），调用上述功能函数。

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。

实验报告课程名称数据结构实验项目实验二--栈和队列实验系别___ _计算机学院 _ ______专业___ _计算机科学与技术___班级/学号__学生姓名 ____________实验日期成绩_______________________指导教师实验题目：实验二-----栈和队列实验一、实验目的1)掌握栈的顺序存储结构及队列的链式存储结构；2)验证栈的顺序存储结构的操作的实现；3)验证队列的链式存储结构的操作的实现；4)理解算法与程序的关系，能够将算法转换为对应程序。

二、实验内容1)建立一个顺序存储的空栈，并以此分别实现入栈、出栈、取栈顶元素；2)建立一个链式结构的空队列，并以此分别实现入队、出队、取队头等基本操作；3)尝试利用栈和队列的算法解决一些实际的应用问题。

设计与编码1)实验题目主要需求说明2)设计型题目：表达式求值（要求利用栈结构和运算符优先约定表，输入一个表达式，并计算求值）3)结合题目，说明利用栈或队列解决问题的基本算法描述4)程序源码#include<iostream>using namespace std;const int InitSize=100;const int IncreastSize=10;template<class datatype>class SqStack {private:datatype *base;datatype *top;int stacksize;public:SqStack();void DestroyStack();void ClearStack();int StackLength();bool IsEmpty();bool GetTop(datatype &e);bool Pop(datatype &e);bool Push(datatype e);};template<class datatype>SqStack<datatype>::SqStack(){base=new datatype[InitSize];if(!base)exit(1);top=base;stacksize=InitSize;}template<class datatype>void SqStack<datatype>::DestroyStack() {delete[] base;base=top=NULL;stacksize=0;}template<class datatype>void SqStack<datatype>::ClearStack() {top=base;}template<class datatype>int SqStack<datatype>::StackLength() {return top-base;}template<class datatype>bool SqStack<datatype>::IsEmpty() {if(top==base)return fasle;else return true;}template<class datatype>bool SqStack<datatype>::GetTop(datatype &e){if(top==base)return false;e=*(top-1);return true;}template<class datatype>bool SqStack<datatype>::Pop(datatype &e){if(top==base)return false;e=*(top-1);top--;return true;}template<class datatype>bool SqStack<datatype>::Push(datatype e){if(top-base>=stacksize){base=(datatype *)realloc( base , (stacksize+IncreastSize)*sizeof(int) ); if(!base)exit(1);top=base+stacksize;stacksize+=IncreastSize;}*(top)=e;top++;return true;}int com(char m,char t){if(t=='(') return -1;else if(t==')'){if(m=='+'||m=='-'||m=='*'||m=='/') return 1; else if(m=='(') return 0;else return -2;}else if(t=='*'||t=='/'){if(m=='+'||m=='-'||m=='#'||m=='(') return -1; else return 1;}else if(t=='+'||t=='-'){if(m=='#'||m=='(') return -1;else return 1;}else{if(m=='#')return 0;else if(m=='+'||m=='-'||m=='*'||m=='/') return 1; else return -2;}}void main(){SqStack <char> op;SqStack <double> re;char t,m;double result,flag=1;op.Push('#');t=getchar();while(true){if(t>='0'&&t<='9'){double s=0;s=s*10+t-'0';t=getchar();while(t>='0'&&t<='9' ){s=s*10+t-'0';t=getchar();}re.Push(s);}else if(t=='+'||t=='-'||t=='*'||t=='/'||t=='('||t==')'||t=='\n') { op.GetTop(m);while(com(m,t)==1 ){double x1,x2;op.Pop(m);if(re.Pop(x2)&&re.Pop(x1)){if(m=='+') re.Push(x1+x2);else if(m=='-') re.Push(x1-x2);else if(m=='*') re.Push(x1*x2);else if(m=='/') {if(x2!=0)re.Push(x1/x2); else flag=0;} }else flag=0;op.GetTop(m);}if(com(m,t)==-1)op.Push(t);else if(com(m,t)==0)op.Pop(m);else flag=0;if(!op.GetTop(m)) break;t=getchar();}else t=getchar();}if(re.GetTop(result)&&flag)cout<<result<<endl;else cout<<"Input error!\n";}5)运行结果三、总结与心得。

数据结构课程实验报告数据结构课程实验报告引言：数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程，它研究了数据的组织、存储和管理方法。

在数据结构课程中，我们学习了各种数据结构的原理和应用，并通过实验来加深对这些概念的理解。

本文将对我在数据结构课程中的实验进行总结和分析。

实验一：线性表的实现与应用在这个实验中，我们学习了线性表这种基本的数据结构，并实现了线性表的顺序存储和链式存储两种方式。

通过实验，我深刻理解了线性表的插入、删除和查找等操作的实现原理，并掌握了如何根据具体应用场景选择合适的存储方式。

实验二：栈和队列的实现与应用栈和队列是两种常见的数据结构，它们分别具有后进先出和先进先出的特点。

在这个实验中，我们通过实现栈和队列的操作，加深了对它们的理解。

同时，我们还学习了如何利用栈和队列解决实际问题，比如迷宫求解和中缀表达式转后缀表达式等。

实验三：树的实现与应用树是一种重要的非线性数据结构，它具有层次结构和递归定义的特点。

在这个实验中，我们学习了二叉树和二叉搜索树的实现和应用。

通过实验，我掌握了二叉树的遍历方法，了解了二叉搜索树的特性，并学会了如何利用二叉搜索树实现排序算法。

实验四：图的实现与应用图是一种复杂的非线性数据结构，它由节点和边组成，用于表示事物之间的关系。

在这个实验中，我们学习了图的邻接矩阵和邻接表两种存储方式，并实现了图的深度优先搜索和广度优先搜索算法。

通过实验，我深入理解了图的遍历方法和最短路径算法，并学会了如何利用图解决实际问题，比如社交网络分析和地图导航等。

实验五：排序算法的实现与比较排序算法是数据结构中非常重要的一部分，它用于将一组无序的数据按照某种规则进行排列。

在这个实验中，我们实现了常见的排序算法，比如冒泡排序、插入排序、选择排序和快速排序等，并通过实验比较了它们的性能差异。

通过实验，我深入理解了排序算法的原理和实现细节，并了解了如何根据具体情况选择合适的排序算法。

结论：通过这些实验，我对数据结构的原理和应用有了更深入的理解。

《数据结构》实验指导及实验报告栈和队列实验四栈和队列⼀、实验⽬的1、掌握栈的结构特性及其⼊栈，出栈操作；2、掌握队列的结构特性及其⼊队、出队的操作，掌握循环队列的特点及其操作。

⼆、实验预习说明以下概念1、顺序栈：2、链栈：3、循环队列：4、链队三、实验内容和要求1、阅读下⾯程序，将函数Push和函数Pop补充完整。

要求输⼊元素序列1 2 3 4 5 e，运⾏结果如下所⽰。

#include#include#define ERROR 0#define OK 1#define STACK_INT_SIZE 10 /*存储空间初始分配量*/#define STACKINCREMENT 5 /*存储空间分配增量*/typedef int ElemType; /*定义元素的类型*/typedef struct{ElemType *base; /*定义栈底部指针*/ElemType *top; /*定义栈顶部指针*/int stacksize; /*当前已分配的存储空间*/}SqStack;int InitStack(SqStack *S); /*构造空栈*/int push(SqStack *S,ElemType e); /*⼊栈操作*/int Pop(SqStack *S,ElemType *e); /*出栈操作*/int CreateStack(SqStack *S); /*创建栈*/void PrintStack(SqStack *S); /*出栈并输出栈中元素*/int InitStack(SqStack *S){S->base=(ElemType *)malloc(STACK_INT_SIZE *sizeof(ElemType)); if(!S->base) return ERROR;S->top=S->base;int Push(SqStack *S,ElemType e){if(S->top-S->base>=S->stacksize){S->base=(ElemType*)realloc(S->base,(S->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemType)); S->top=S->base+S->stacksize;S->stacksize+=STACKINCREMENT;}*S->top++=e;return 1}/*Push*/int Pop(SqStack *S,ElemType *e){if(S->top!=S->base){*e=*--S->top;return 1;}elsereturn 0;}/*Pop*/int CreateStack(SqStack *S){int e;if(InitStack(S))printf("Init Success!\n");else{printf("Init Fail!\n");return ERROR;}printf("input data:(Terminated by inputing a character)\n"); while(scanf("%d",&e))Push(S,e);return OK;}/*CreateStack*/while(Pop(S,&e))printf("%3d",e);}/*Pop_and_Print*/int main(){SqStack ss;printf("\n1-createStack\n");CreateStack(&ss);printf("\n2-Pop&Print\n");PrintStack(&ss);return 0;}●算法分析：输⼊元素序列1 2 3 4 5，为什么输出序列为5 4 3 2 1？体现了栈的什么特性？2、在第1题的程序中，编写⼀个⼗进制转换为⼆进制的数制转换算法函数（要求利⽤栈来实现），并验证其正确性。

数据结构栈的实验报告篇一：数据结构栈和队列实验报告一、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。

(3)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 xpVisual C++6.0三、实验内容及过程描述实验步骤：①进入Visual C++ 6.0集成环境。

②输入自己编好的程序。

③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。

④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。

⑤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。

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；序栈个主（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，箭头方向表示函数间的调用关系。

图3.2 Proj3_1工程的程序结构图其中包含如下函数：InitStack(SqStack * s) //初始化栈SDestroyStack(SqStack * s) //销毁栈sStackEmpty(SqStack *s) //判断栈空Push(SqStack * s,ElemType e) //进栈Pop(SqStack * s,ElemType e) //出栈GetTop(SqStack *s,ElemType e) //取栈顶元素对应的程序如下：//文件名:algo3-1.cpp#include stdio.h#include malloc.h#define MaxSize 100typedef char ElemType;typedef struct{ElemType data[MaxSize];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-1}void DestroyStack(SqStack * s) //销毁栈s{free(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) //栈满的情况，即栈上溢出 return false;s- top++; //栈顶指针增1s- data[s- top]=e; //元素e放在栈顶指针处return true;}bool Pop(SqStack * s,ElemType e) //出栈{ if (s- top==-1) //栈为空的情况，即栈下溢出return false;e=s- data[s- top]; //取栈顶指针元素的元素s- top--;//栈顶指针减1return true;}bool GetTop(SqStack *s,ElemType e) //取栈顶元素 { if (s- top==-1) //栈为空的情况，即栈下溢出return false;e=s- data[s- top]; //取栈顶指针元素的元素return true;}设计exp3-1.cpp程序如下 //文件名:exp3-1.cpp#include stdio.h#include malloc.h#define MaxSize 100typedef char ElemType;typedef struct{ElemType data[MaxSize];int top; //栈顶指针} SqStack;extern void InitStack(SqStack *extern void DestroyStack(SqStack *extern bool StackEmpty(SqStack *s);extern bool Push(SqStack * s,ElemType e);extern bool Pop(SqStack * s,ElemTypeextern bool GetTop(SqStack *s,ElemTypevoid main(){ElemType e;SqStack *s;printf( 栈s的基本运算如下:\nprintf( (1)初始化栈s\nInitStack(s);printf( (2)栈为%s\n ,(StackEmpty(s)? 空 : 非空 )); printf( (3)依次进栈元素a,b,c,d,e\nPush(s, aPush(s, bPush(s, cPush(s, dPush(s, eprintf( (4)栈为%s\n ,(StackEmpty(s)? 空 : 非空 )); printf( (5)出栈序列:while (!StackEmpty(s)){Pop(s,e);printf( %c ,e);}printf( \nprintf( (6)栈为%s\n ,(StackEmpty(s)? 空 : 非空 ));printf( (7)释放栈\nDestroyStack(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；（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；图3.3 Proj3_2工程组成（9）释放队列。

数据结构实验指导书实验二验实验 2 堆栈与队列（2 学时）实验目的 1．定义顺序栈和链栈的结点类型。

2．掌握栈的插入和删除结点在操作上的特点。

3．熟悉对栈的一些根本操作和具体的函数定义。

4．定义顺序队列和链队列的结点类型。

实验内容堆栈的操作 1．该程序的功能是实现顺序栈的定义和操作。

该程序包括定义的栈结构类型以及对每一种栈操作的具体的函数定义和主函数。

/* 定义 DataType 为 int 类型 */ typedef int DataType; /* 栈的结点类型 */ #define MAXSIZE 1024 typedef struct {DataType data[MAXSIZE]; int top; }SeqStack; /* 初始化顺序栈 */ SeqStack SeqStackInit() /* 检查顺序栈是否为空 */ int SeqStackEmpty(SeqStack S) /* 把 S 置为空栈 */ void ClearStack(SeqStack *S) /* 把元素 x 压入栈，使其成为新的栈顶元素 */ void SeqStackPush(SeqStack *S，DataType x) /* 把栈顶元素弹出 */ DataType SeqStackPop(SeqStack *S) /* 取栈顶元素 */ DataType SeqStackGetTop(SeqStack S) /*输出顺序栈中的元素*/ void SeqStackPrint(SeqStack S) 2．试利用堆栈将队列中的元素逆置。

3．编写括号匹配算法。

* 队列的操作 1. 队列的根本操作：InitQueue(&Q) 构造一个空队列 Q QueueEmpty(Q) 判断队列是否为空 QueueLenght(Q) 返回队列 Q 的元素个数，即队列的长度GetHead(Q，&e) 取队列 Q 的队头元素，并用 e 返回EnQueue(&Q，e) 将元素 e 入队列 DeQueue(&Q，&e) 删除非空队列Q 的队头元素，并用 e 返回其值 2. 队列的表示：队列有两种表示方法：链队列、循环队列（顺序队列）。

数据结构实验报告顺序栈的实现和基本操作一、需求分析（1）顺序栈◆栈的典型操作是入栈和出栈，前者将新元素压入栈中，后者弹出栈顶元素。

栈只提供对栈顶元素的访问操作，由top ( )完成。

Push ( )和Pop ( )还有Top ( )共同构成了栈的最小功能接口。

此外，为了方便使用，栈还有判空，判满和输出栈等功能。

◆输入形式及范围：输入形式为整型，范围为0~65535。

◆输出形式：在顺序栈的初始化后显示初始化成功，在判断栈是否为空时显示当前栈为空，入栈后显示入栈成功或者栈已满。

出栈时显示出栈元素或者栈为空。

输出栈时依次显示栈中元素。

◆程序功能：初始化栈，判断栈是否为空，判断栈是否为满，入栈，出栈，取栈顶元素，出栈同时返回栈顶元素和输出栈等功能。

◆测试数据：初始化后输入栈的长度为4。

判断栈是否为空。

进行5次入栈操作。

分别输入1 2 3 4 5输出栈。

执行2次出栈操作。

输出栈。

查看栈顶元素。

输出栈。

（2）队列◆队列的典型操作是入队和出队，前者将新元素压入队列中，后者弹出队首头元素。

队列只提供对队头元素和队尾元素的操作，由DeQueue ( ) 和EnQueue( )完成。

DeQueue还有EnQueue ( )共同构成了队列的最小功能接口。

此外，为了方便使用，队列还有判空，判满和输出队列等功能。

◆输入形式及范围：输入形式为整型，范围为0~65535。

◆输出形式：在顺序队列的初始化后显示初始化成功，在判断队列是否为空时显示当前队列为空，入队列后显示入队成功或者队列已满。

出队列时显示出队首元素或者队列为空。

输出队列时依次显示队列中元素。

◆程序功能：初始化队列，判断队列是否为空，判断队列是否为满，入队，出队，取队首元素，输出队列等功能。

◆测试数据：初始化后输入队列的长度为54。

判断队列是否为空。

进行5次入队操作。

分别输入1 2 3 4 5输出队列。

执行2次出队操作。

输出队列。

查看队首元素。

输出队列。

二、概要设计（1）顺序栈◆为了实现程序的功能，在.H文件中定义了栈的模板类. template <class T>class Stack{私有数据成员：private:栈的最大长度int MaxSize;栈顶位置int top;顺序栈首地址T *theArray;公有成员：public:栈的初始化void InitStack(int capacity=10);操作结果：初始化一个默认长度为10的空栈判断栈是否为空bool IsEmpty() const;初始条件：栈已存在。

数据结构栈和队列实验报告数据结构栈和队列实验报告引言：数据结构是计算机科学中非常重要的一个概念，它用于组织和存储数据，以便于程序的运行和管理。

栈和队列是数据结构中最基本的两种形式之一，它们在实际应用中有着广泛的应用。

本实验旨在通过实际操作和观察，深入理解栈和队列的特性和应用。

一、实验目的：1. 了解栈和队列的基本概念和特性；2. 掌握栈和队列的基本操作；3. 理解栈和队列在实际应用中的作用。

二、实验过程：本次实验我们使用Python语言来实现栈和队列的操作。

首先，我们定义了栈和队列的类，并编写了相应的操作方法。

1. 栈的实现：栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，类似于我们日常生活中的弹簧簿记本。

我们首先定义了一个栈类，其中包括了栈的初始化、入栈、出栈、获取栈顶元素等方法。

通过这些方法，我们可以对栈进行各种操作。

2. 队列的实现：队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，类似于我们日常生活中的排队。

我们同样定义了一个队列类，其中包括了队列的初始化、入队、出队、获取队首元素等方法。

通过这些方法，我们可以对队列进行各种操作。

三、实验结果：我们通过实验，成功实现了栈和队列的基本操作。

在测试过程中，我们发现栈和队列在实际应用中有着广泛的用途。

1. 栈的应用：栈在计算机系统中有着重要的作用，例如在函数调用中，每次函数调用时都会将返回地址和局部变量等信息存储在栈中，以便于函数执行完毕后能够正确返回。

此外，栈还可以用于表达式求值、括号匹配等场景。

2. 队列的应用：队列在操作系统中常用于进程调度，通过维护一个就绪队列，操作系统可以按照一定的策略选择下一个要执行的进程。

此外，队列还可以用于消息传递、缓冲区管理等场景。

四、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了栈和队列的特性和应用。

栈和队列作为数据结构中最基本的两种形式，它们在计算机科学中有着广泛的应用。

在实际编程中，我们可以根据具体的需求选择合适的数据结构，以提高程序的效率和可读性。

目录一、实验要求（需求分析） (1)a. 实验目的 (1)b. 实验内容 (2)c．程序功能 (2)二、程序分析 (2)2.1 存储结构 (2)2.2 关键算法分析 (3)三、程序运行分析 (7)1.程序运行流程图： (7)2.程序运行结果截图： (8)四．总结 (10)五、附录 (11)一、实验要求（需求分析）a. 实验目的通过实验，掌握如下内容：➢进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用➢掌握队列的操作的实现方法➢学习使用队列解决实际问题的能力➢学习使用图的广度优先搜索解决实际问题的能力b. 实验内容利用队的结构实现迷宫求解问题。

迷宫求解问题如下：心理学家把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口赶进迷宫，迷宫中设置很多隔壁，对前进方向形成了多处障碍，心理学家在迷宫的唯一出口放置了一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找通路以到达出口，测试算法的迷宫如下图所示。

c．程序功能输入起始点的坐标，输出走出迷宫最短路径的长度。

二、程序分析2.1 存储结构存储结构: 队列顺序存储结构示意图如下:2.2 关键算法分析核心算法思想：1.如果采用直接递归的方式，用栈很容易实现路径的输出，但是这条路径不一定是最短路径。

为了改进算法，达到输出最短路径的目标，采用队列的实现方式。

2.为查找最短路径，使用了“图”中的算法：广度优先搜索。

关键算法思想描述和实现：关键算法1：为寻求最短路径，采用广度优先搜索算法，使用队列实现路径存储，队列中每个元素用结构体存储系，包含迷宫坐标、队列中的序号、父节点的序号，实现了对路径的记录。

C++实现：struct Node{int parent_id; //保存父节点的位置int node_id; //当前节点的序号，以便传递给孩子节点int x,y; //当前结点对应的坐标}Q[10*10]; //每个节点包含迷宫坐标、队列中的序号、父节点的序号，多个节点形成队列关键算法2：遍历每个位置四周的位置，将没有走过的位置入队，形成树形的队列，通过出队操作就能找到最短路径。