数据结构 用两个栈模拟队列的操作

东南大学一九九四年攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号:451试题名称:数据结构一: 回答下列问题(共32分)1.最近最少使用(Least-Recently-Used)页替换是虚拟存储系统中常用的策略,试说明如何利用一页链接表时刻跟踪最近最少使用页?(8分)2.已知无向图G,V(G)={1,2,3,4},E(G)={(1,2),(1,3),(2,3),(2,4),(3,4)},试画出G的邻接多表(Adjacency Multilists),并说明,若已知点i,如何根据邻接多表找到与i相邻的点j?(8分)3.欲求前k个最大元素,用什么分类(sorting)方法好?为什么?什么是稳定分类?分别指出下列算法是否稳定分类算法,或易于改成稳定分类算法?(a) 插入分类 (b) 快速分类 (c) 合并分类 (d) 堆(heap)分类 (e) 基数分类(radix sort) (8分)4.构造最佳二叉检索树的前提条件是什么?在动态情况下,一般A VL树的查询性能不如完全二叉检索树的,为什么人们却采用A VL树呢?(8分)二:下列算法对一n位二进制数加1,假设无溢出,该算法的最坏时间复杂度是什么?并分析它的平均时间复杂性.(15分)type Num=array[1..n] of [0..1];procedure Inc(var A:Num);var j: integer;begin i:=n;while A[i]=1 doA[i]:=0;i:=i-1;end;A[i]:=1;end Inc;三:给定n*m矩阵A[a..b,c..d],并设A[i,j]<=A[i,j+1](a<=i<=b,c<=j<=d-1)和A[i,j]<=A[i+1,j](a<=i<=b-1,c<=j<=d),设计一算法以比O(n*m)小的时间复杂度判定值x是否在A中.(17分)四:设图G有n个点,利用从某个源点到其余各点最短路径算法思想,设计一产生G 的最小生成树的算法.(18分)五:字符序列的子序列由删除该序列任意位置的任意个元素而得.序列x和y的最长公共子序列记为Lcs(x,y),是x和y的公共子序列,且长度最大.例如,adcbcb是x=abdcbcbb和y=adacbcb的最长公共子序列.设x长度为n,y长度为m,设计一算法计算x和y的最长公共子序列的长度,尽可能改进你的算法,使它的时间复杂性为O(n*m).(18分)_______________________________________________________________________________东南大学一九九五年攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号:451试题名称:数据结构1.在磁带文件上进行二分查找行吗?为什么?(6分)2.分析确定下列程序中语句k:=k+1执行次数与n所成的数量级关系(即表示为O(f(n))的形式).(6分)k:=1; i:=k;while i<n dobegin k:=k+1; i=i+k; end;3.外排序中为什么采用k-路合并而不采用2-路合并?这种技术用于内排序有意义吗?为什么?(8分)4.索引顺序存取方法(ISAM)中,主文件已按主关键字(primary key)排序,为什么还需要主关键字索引?(6分)5.满二叉检索树(full binary search tree)符合B树定义吗?B树的插入(insetb)和删除(deleteb)算法适用于满二叉检索树吗?为什么?(10分)6.设无向图G有n个点e条边,写一算法建立G的邻接多表(adjacency multilists),要求该算法的时间复杂性为O(n+e),且除邻接多表本身所占空间外只用O(1)辅助空间.(16分)7.写一改进的递归快速排序算法,要求对于n个记录,该算法的递归深度<=1+log2(n),并说明你的算法满足这一要求.(17分)8.定义前序排列(preorder permutation)为1,2,……n的全部二叉树的中序排列(inorder permutation)集合为IP;再定义将1,2,……n从右到左经过一个栈可得到的全部排列集合为SP.例如,当n=3,SP={123,132,213,231,321}.问:IP包含于SP成立否?证明你的结论.(16分)9.设记录R[i]的关键字为R[i].key(1<=i<=k),树结点T[i](1<=i<=k-1)指向败者记录,T&#0;为全胜记录下标.写一算法产生对应上述R[i](1<=i<=k)的败者树(tree of loser),要求除R[1..k]和T[0..k-1]以外,只用O(1)辅助空间.(15分)_________________________________________________________________ 东南大学一九九六年攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号:451试题名称:数据结构一:回答下列问题(共46分)1.线性表(a(1),a(2),……a(n))用顺序映射表示时,a(i)与a(i+1)(1<=i<n)的物理位置相邻吗?链接表示时呢?(5分)2.一棵前序序列为1,2,3,4的二叉树,其中序序列可能是4,1,2,3吗?设一棵二叉树的前序序列为1,2,3,4,5,6,7,8,9,其中序序列为2,3,1,5,4,7,8,6,9,试画出该二叉树.(7分)3.在模式匹配KMP(Knuth,Morris and Pratt)算法中所用失败函数f的定义中,为什么要求p(1)p(2)……p(f(j))为p(1)p(2)……p(j)两头匹配的真子串?且为最大真子串?(7分)4.在union-find问题中,控制union操作的权重(weighting)规则是何含义, 有何效果?控制find操作的倒塌(collapsing)规则是何含义,有何效果?(7分)5.堆排序(heap sort)是稳定排序吗?举例说明.(6分)6.给定输入文件:101,48,19,65,3,74,33,17,21,20,99,53,24,并设记录缓冲区个数k=4,写出基于败者树的外排序顺串生成算法runs输出的顺串.(6分)7.m阶B树中,m大小的确定与什么因素有关?(8分)二:设结点结构为:| data | link |,试用一个全局指针p和某种链接结构实现一个队列,画出示意图,并给出入队和出队deleteq过程,要求它们的时间复杂性都是O(1)(不计new和dispose时间).(10分)三:设有向图G有n个点(用1,2,……n表示),e条边,写一算法根据G的邻接表生成反向邻接表,要求时间复杂性为O(n+e).(13分)四:设二叉树结点结构为:| left | data | bf | right |,定义二叉树结点T的平衡因子bf(T)=h(左)-h(右),写一递归算法确定二叉树tree中所有节点的平衡因子bf,同时返回二叉树tree中非叶结点个数.(15分)五:设符号表T重的标识符x满足1<=x<=m,且n为对T表的最大插入次数.设计符号表T的表示结构,允许使用O(m+n)空间,并写出T的初始化(init),查找(search),插入(insert)和删除(delete)算法,要求它们的时间复杂性都是O(1).(16分)_____________________________________________________________________东南大学一九九七年攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号:451试题名称:数据结构一:简要回答下列问题(共32分)1.在表达式中,有的运算符要求从右到左运算,如A^B^C的计算次序应为(A^(B^C)),这在由中缀生成后缀的算法中是怎样实现的?(8分)2.给出KMP算法中失败函数f的定义,并说明利用f进行串模式匹配的规则,该算法的技术特点是什么?(8分)3.Fibonacci查找算法(fibsrch)中为什么要求m<F(a-1),试用图示说明.(8分)4.为什么在倒排文件(inverted files)组织中,实际记录中的关键字域(key fields)可删除以节约空间?而在多表(multilists)结构中这样做为什么要牺牲性能?(8分)二:试写一算法,建立无向图G的邻接多表(adjacency multilists),要求说明算法中主要数据结构和变量的意义.(15分)三:给出中序线索树的结点结构并画出一个具有头结点的中序线索树,使其树结点至少应有6个,写一算法在不使用栈和递归的情况下前序遍历一中序线索树,并分析其时间复杂性.(18分)四:若S是n个元素的集合,则S的幂集P(S)定义为S的所有子集的集合.例如,S=(a,b,c),P(S)={(),(a),(b),(c),(a,b),(a,c),(b,c),(a,b,c)}.给定S,写一递归算法求P(S).(15分)五:已知在llink-rlink存储法表示的二叉树中,指针t指向该二叉树的根结点,指针p,q分别指向树中的二个结点,试写一算法,求距离这两个结点最近的共同的祖先结点.(20分)_____________________________________________________________________东南大学一九九八年攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号:451试题名称:数据结构一:简要回答下列问题(共40分)1.设胜者树(selection tree)由k个记录缓冲区和k-1个非叶结点构成.概念上非叶结点表示其两个子女中关键字较小者,而实际上非叶结点存放的是什么?(5分)2.索引顺序存取方法(ISAM)中,主文件已按主关键字(primary key)排序,为什么还需要主关键字索引?(6分)3.一棵前序序列为1,2,3,4的二叉树,其中序序列可能是4,1,2,3吗?设一棵二叉树的前序序列为1,2,3,4,5,6,7,8,9,其中序序列为2,3,1,5,4,7,8,6,9,试画出该二叉树.(7分)4.构造最佳二叉检索树的前提条件是什么?在动态情况下,一般AVL树的查询性能不如完全二叉检索树的,为什么人们却采用AVL树呢?(8分)5.将两个栈存入数组V[1..m]中应如何安排最好?这时栈空栈满的条件是什么?(6分)6.已知无向图G,V(G)={1,2,3,4},E(G)={(1,2),(1,3),(2,3),(2,4),(3,4)},试画出G的邻接多表(Adjacency Multilists),并说明,若已知点i,如何根据邻接多表找到与i相邻的点j?(8分)二:写出用堆排序(heap sort)算法对文件F=(12,3,15,30,9,28)进行排序时,初始堆及以后每挑好一个元素重新调整后堆的状态,并指出这里的堆和败者树(tree of loser)的一个主要区别.(8分)三:设数组A存放一n位二进制数,试说明下列算法X的功能.假设无溢出,算法X的最坏时间复杂度是什么?分析它的平均时间复杂性.(8分)type Num=array[1..n] of [0..1];procedure X(var A:Num);var j: integer;begin i:=n;while A[i]=1 dobeginA[i]:=0;i:=i-1;end;A[i]:=1;end;四:下面是一改进了的快速分类算法:1 procedure qsort1(var list:afile;m,n:integer);2 (设list[m].key<list[n+1].key)3 var i,j,k:integer;4 begin5 while m<n do6 begin7 i:=m;j:=n+1;k:=list[m].key;8 repeat9 repeat i:=i+1 until list[i].key>=k;10 repeat j:=j-1 until list[j].key<=k;11 if i<j then interchange(list[i],list[j]);12 until i>=j;13 interchange(list[m],list[j]);14 if n-j>=j-m15 then begin qsort1(list,m,j-1);m:=j+1;end16 else begin qsort1(list,j+1,n);n:=j-1;end17 end;(of while)18 end;问: (共20分)1.将第9,10行中的>=,<=分别改成>,<行吗?为什么?(5分)2.该排序算法稳定否,举例说明.(5分)3.对输入文件(22,3,30,4,60,11,58,18,40,16),列表表示该文件在每次调用qsort1时的状态及相应m,n的值.(5分)4.若输入文件有n个记录,简要说明支持qsort1递归所需最大栈空间用量(设一层递归用一个单位栈空间).(5分)五:给定AOE网络各事件(标号1..n)的ee,le值和邻接表,写一算法求该AOE的所有活动(用相应边的两端点表示)的关键度(criticality).(10分)六:给出中序线索树的结点结构,并画出一个具有头结点和六个树结点的中序线索树,试写一算法在不使用栈和递归的情况下前序遍历一中序线索树,并分析它的时间复杂性.(18分)_____________________________________________________________________东南大学一九九九年攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号:451试题名称:数据结构注意事项:(1) 答卷上需写清题号,不必抄题;回答问题字迹工整,卷面清洁.(2) 编程中所用的数据结构及主要变量需加以说明,必要时程序中加以注释. 一:简要回答下列问题(共40分)1.利用两个栈s1,s2模拟一个队列时,如何用栈的运算实现队列的插入,删除以及判队空运算.请简述算法思想.(7分)2.二叉树有n个顶点,编号为1,2,3,……n,设:T中任一顶点V的编号等于左子树中最小编号减一;T中任一顶点V的右子树中最小编号等于其左子树中最大编号加一;试描绘该二叉树.(7分)3.设某文件经内排序后得到100个初始归并段(初始顺串),若使用多路归并排序算法,并要求三趟归并完成排序,归并路数最少为多少?(5分)4.若一棵树中有度数为1至m的各种结点数分别为n1,n2,...nm(nm表示度数为m的结点个数),请推导出该树中共有多少个叶结点n0的公式.(8分)5.试举例分析,堆排序法是否稳定.(5分)6.试利用KMP算法和改进算法分别求p1='abcabaa'和p2='aabbaab'的NEXT函数和NEXTVAL函数.(8分)二:阅读下列算法,指出算法A的功能和时间复杂性.(10分)procedure A(h,g: pointer);(h,g分别为单循环链表(single linked circular list)中两个结点指针)procedure B(s,q: pointer);var p: pointer;beginp:=s;while p^.next<>q do p:=p^.next;p^.next:=s;end; (of B)beginB(h,g);B(g,h);end; (of A)三:已知无向图采用邻接表存储方式,试写出删除边(i,j)的算法.(10分)四:线性表中有n个元素,每个元素是一个字符,存在向量R[1..n]中,试写一个算法,使R中的字符按字母字符,数字字符和其它字符的顺序排列.要求利用原空间,且元素移动次数最少.(15分)五:四阶B树中(如图所示),插入关键字87,试画出插入调整后树的形状.(10分)|30 60 80|/ / \ \|20 25| |35 50| |60 70 75| |82 85 90|六:试编写一算法对二叉树按前序线索化.(15分)_____________________________________________________________________东南大学二○○○年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目编号:451科目名称:数据结构一:简要回答下列问题(共40分)1.假设一棵二叉树的层序序列是ABCDEFGHIJ和中序序列是DBGEHJACIF,请画出该树.(6分)2.简单比较文件的多重表和倒排表组织方式各自的特点.(6分)3.画出对算术表达式A-B*C/D+E^F求值时操作数栈和运算符栈的变化过程.(6分)4.找出所有满足下列条件的二叉树6分)a)它们在先序遍历和中序遍历时,得到的结点访问序列相同;b)它们在后序遍历和中序遍历时,得到的结点访问序列相同;c)它们在先序遍历和后序遍历时,得到的结点访问序列相同.5.对一个由n个关键字不同的记录构成的序列,能否用比2n-3少的次数选出该序列中关键字取最大值和关键字取最小值的记录?请说明如何实现?在最坏情况下至少进行多少次比较?(8分)6.已知某文件经过置换选择排序后,得到长度分别为47,9,31,18,4,12,23,7的8个初始归并段.试为3路平衡归并设计读写外存次数最少的归并方案,并求出读写外存的次数.(8分)二:已知L是无表头结点的单链表,其中P结点既不是首元结点,也不是尾元结点,(10分)a)在P结点后插入S结点的语句序列是______b)在P结点前插入S结点的语句序列是______c)在表首插入S结点的语句序列是______d)在表尾插入S结点的语句序列是______(1) P^.next:=S;(2) P^.next:=P^.next^.next;(3) P^.next:=S^.next;(4) S^.next:=P^.next;(5) S^.next:=L;(6) S^.next:=NIL;(7) Q:=P;(8) WHILE P^.next<>Q DO P:=P^.next;(9) WHILE P^.next<>NIL DO P:=P^.next;(10) P:=Q;(11) P:=L;(12) L:=S;(13) L:=P;三:设计一个符号表的表示方法,编写算法使得在该表中进行查询,插入和删除任何一个标识符X的操作在O(1)的时间内.假设1<=x<=m,n为要插入的个数,所需空间为m+n.(10分)四:试利用Dijkstra算法求下图中从顶点a到其它各顶点的最短路径,写出执行算法过程中各步的状态.(10分)____________/ 4 \↓ 6 \b------→e___9\15↑↑ \ // 2 /8 ↓/a------→c g (和严蔚敏习题集上题目相同)\ \4 ↑↑12↓ 5 ↓ 10/ /d←------f__/ /\___________/3五:以顺序存储结构表示串,设计算法,求串S中出现的第一个最长重复子串及其位置并分析算法的时间复杂度.(15分)六:写出按后序序列遍历中序线索树的算法.(15分)_____________________________________________________________________二○○一年的题目（缺两道小题):一:1.设胜者树(selection tree)由k个记录缓冲区和k-1个非叶结点构成.概念上非叶结点表示其两个子女中关键字较小者,而实际上非叶结点存放的是什么?3.给出KMP算法中失败函数f的定义,并说明利用f进行串模式匹配的规则,该算法的技术特点是什么?5.是一道关于Huffman树中叶子结点和非叶结点数量关系的计算题,具体题目记不得了.6.求有向图中任意一对顶点之间最短路径的弗洛伊德算法(allcosts-Floyd)中,要求有向图满足什么前提条件?二:在二叉树的结点结构中增加一个域:leftsize,t^.leftsize表示t结点的左子树中结点的总个数,试编写算法alloc(k),在二叉树中查找中序序号为k 的结点,要求时间复杂度为O(log2(n)).三:编写算法输出从n个自然数中取k个(k<=n)的所有组合.例如,当n=5,k=3时,你的算法应该输出:543,542,541,532,531,521,432,431,421,321.四:设有向图G用邻接表的方式存储,u,v是G中的任意两个结点,写一算法,求出G中从u到v的所有简单路径.五:下面是一改进了的快速排序算法,试补充其中的空白语句,并分析该算法所需的最大递归空间是多少?procedure qsort1(var list:afile;m,n:integer);(设list[m].key<list[n+1].key)var i,j,k:integer;beginwhile m<n dobegini:=m;j:=n+1;k:=list[m].key;repeatrepeat i:=i+1 until list[i].key>=k;repeat j:=j-1 until list[j].key<=k;if i<j then interchange(list[i],list[j]);until i>=j;interchange(list[m],list[j]);if n-j>=j-mthen begin qsort1(list,m,___);______;endelse begin qsort1(list,___,n);______;end end;(of while)end;六:给定n*m矩阵A[a..b,c..d],并设A[i,j]<=A[i,j+1](a<=i<=b,c<=j<=d-1)和A[i,j]<=A[i+1,j](a<=i<=b-1,c<=j<=d),设计一算法以O(n+m)的时间复杂度判定值x是否在A中.。

一、实验目的通过本次实验，加深对堆栈和队列数据结构的理解，掌握堆栈的基本操作，并学会利用堆栈模拟队列的功能。

通过实验，培养学生的编程能力和问题解决能力。

二、实验内容1. 实现一个顺序堆栈，包括初始化、判断是否为空、入栈、出栈等基本操作。

2. 利用两个顺序堆栈实现队列的功能，包括入队、出队、判断队列是否为空等操作。

3. 通过实例验证模拟队列的正确性。

三、实验原理队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，而堆栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。

本实验通过两个堆栈来实现队列的功能。

当元素入队时，将其压入第一个堆栈（称为栈A）；当元素出队时，先从栈A中依次弹出元素并压入第二个堆栈（称为栈B），直到弹出栈A中的第一个元素，即为队首元素。

四、实验步骤1. 定义堆栈的数据结构，包括堆栈的最大容量、当前元素个数、堆栈元素数组等。

2. 实现堆栈的基本操作，包括初始化、判断是否为空、入栈、出栈等。

3. 实现模拟队列的功能，包括入队、出队、判断队列是否为空等。

4. 编写主函数，创建两个堆栈，通过实例验证模拟队列的正确性。

五、实验代码```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE];int top;} SeqStack;// 初始化堆栈void InitStack(SeqStack S) {S->top = -1;}// 判断堆栈是否为空int IsEmpty(SeqStack S) {return S->top == -1;}// 入栈int Push(SeqStack S, int x) {if (S->top == MAX_SIZE - 1) { return 0; // 堆栈已满}S->data[++S->top] = x;return 1;}// 出栈int Pop(SeqStack S, int x) {if (IsEmpty(S)) {return 0; // 堆栈为空}x = S->data[S->top--];return 1;}// 队列的入队操作void EnQueue(SeqStack S, SeqStack Q, int x) { Push(S, x);}// 队列的出队操作int DeQueue(SeqStack S, SeqStack Q, int x) { if (IsEmpty(Q)) {while (!IsEmpty(S)) {int temp;Pop(S, &temp);Push(Q, temp);}}if (IsEmpty(Q)) {return 0; // 队列为空}Pop(Q, x);return 1;}int main() {SeqStack S, Q;int x;InitStack(&S);InitStack(&Q);// 测试入队操作EnQueue(&S, &Q, 1);EnQueue(&S, &Q, 2);EnQueue(&S, &Q, 3);// 测试出队操作while (DeQueue(&S, &Q, &x)) {printf("%d ", x);}return 0;}```六、实验结果与分析1. 通过实例验证，模拟队列的入队和出队操作均正确实现了队列的先进先出特性。

数据结构栈和队列实验报告数据结构栈和队列实验报告1.实验目的本实验旨在通过设计栈和队列的数据结构，加深对栈和队列的理解，并通过实际操作进一步掌握它们的基本操作及应用。

2.实验内容2.1 栈的实现在本实验中，我们将使用数组和链表两种方式实现栈。

我们将分别实现栈的初始化、入栈、出栈、判断栈是否为空以及获取栈顶元素等基本操作。

通过对这些操作的实现，我们可将其用于解决实际问题中。

2.2 队列的实现同样地，我们将使用数组和链表两种方式实现队列。

我们将实现队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空以及获取队头元素等基本操作。

通过对这些操作的实现，我们可进一步了解队列的特性，并掌握队列在实际问题中的应用。

3.实验步骤3.1 栈的实现步骤3.1.1 数组实现栈（详细介绍数组实现栈的具体步骤）3.1.2 链表实现栈（详细介绍链表实现栈的具体步骤）3.2 队列的实现步骤3.2.1 数组实现队列（详细介绍数组实现队列的具体步骤）3.2.2 链表实现队列（详细介绍链表实现队列的具体步骤）4.实验结果与分析4.1 栈实验结果分析（分析使用数组和链表实现栈的优缺点，以及实际应用场景）4.2 队列实验结果分析（分析使用数组和链表实现队列的优缺点，以及实际应用场景）5.实验总结通过本次实验，我们深入了解了栈和队列这两种基本的数据结构，并利用它们解决了一些实际问题。

我们通过对数组和链表两种方式的实现，进一步加深了对栈和队列的理解。

通过实验的操作过程，我们也学会了如何设计和实现基本的数据结构，这对我们在日后的学习和工作中都具有重要意义。

6.附件6.1 源代码（附上栈和队列的实现代码）6.2 实验报告相关数据（附上实验过程中所产生的数据）7.法律名词及注释7.1 栈栈指的是一种存储数据的线性数据结构，具有后进先出(LIFO)的特点。

栈的操作主要包括入栈和出栈。

7.2 队列队列指的是一种存储数据的线性数据结构，具有先进先出(FIFO)的特点。

一、实验背景栈是一种常见的数据结构，它遵循后进先出（LIFO）的原则。

传统的栈只允许在栈顶进行插入和删除操作，而双向栈则允许在栈顶和栈底进行插入和删除操作。

本实验旨在设计并实现一个双向栈，了解其基本原理和操作方法，并探讨其在实际应用中的优势。

二、实验目的1. 理解双向栈的定义、特点及逻辑结构。

2. 掌握双向栈的存储结构表示和实现方法。

3. 熟练掌握双向栈的基本操作，如入栈、出栈、栈顶元素获取等。

4. 分析双向栈在实际应用中的优势。

三、实验内容1. 设计双向栈的数据结构。

双向栈由栈顶和栈底两个指针组成，分别指向栈顶元素和栈底元素。

为了实现栈顶和栈底的插入和删除操作，我们使用两个数组分别存储栈顶元素和栈底元素。

以下是双向栈的数据结构定义：```c#define MAX_SIZE 100 // 定义双向栈的最大容量typedef struct {int top; // 栈顶指针int bottom; // 栈底指针int data[MAX_SIZE]; // 存储栈元素的数组} DStack;```2. 实现双向栈的基本操作。

（1）初始化双向栈```cvoid initDStack(DStack s) {s->top = -1;s->bottom = MAX_SIZE - 1;}```（2）判断双向栈是否为空```cint isEmptyDStack(DStack s) {return s->top == -1;}```（3）判断双向栈是否已满```cint isFullDStack(DStack s) {return s->top == s->bottom + 1;}```（4）入栈操作```cvoid pushDStack(DStack s, int element) { if (isFullDStack(s)) {printf("栈已满，无法入栈。

\n");return;}s->top++;s->data[s->top] = element;}```（5）出栈操作```cint popDStack(DStack s) {if (isEmptyDStack(s)) {printf("栈为空，无法出栈。

数据结构中的栈与队列的应用场景栈与队列是数据结构中常见的两种基本数据类型，它们在不同的应用场景中发挥着重要作用。

下面将分别介绍栈和队列的应用场景。

栈的应用场景：1. 编辑器的撤销操作：在编辑器中，撤销（undo）操作是一个常见需求。

撤销操作通常是按照用户操作的反序执行，因此可以使用栈来存储每一次的操作，当用户执行撤销操作时，从栈中弹出最近的操作并执行对应的反操作。

2. 后退按钮的实现：在浏览器中，后退按钮用于返回上一个访问的网页。

通过使用栈来存储用户的访问记录，每当用户访问一个新的页面时，将该页面的地址压入栈中。

当用户点击后退按钮时，从栈中弹出最近访问的页面地址并跳转到该页面。

3. 函数调用与返回：在程序中，函数的调用和返回通常遵循“后进先出”的原则，即后调用的函数先返回。

因此，可以使用栈来实现函数调用与返回的过程。

每当一个函数被调用时，将该函数的执行环境（包括参数、局部变量等）压入栈中；当函数执行完毕后，从栈中弹出该函数的执行环境，恢复上一个函数的执行。

队列的应用场景：1. 消息队列：在分布式系统和异步通信中，消息队列用于解耦发送方和接收方之间的耦合性。

发送方将消息发送到队列的末尾，接收方从队列的头部获取消息进行处理。

消息队列可以实现异步处理、削峰填谷等功能，常见的消息队列系统有RabbitMQ和Kafka等。

2. 操作系统中的进程调度：在操作系统中，进程调度用于控制多个进程的执行顺序。

常见的调度算法中，有使用队列来实现的先来先服务（FCFS）调度算法和轮转调度算法。

进程按照到达时间的顺序加入队列，在CPU空闲时，从队列的头部取出一个进程执行。

3. 打印队列：在打印机等资源共享环境中，通常会使用打印队列来管理多个打印请求。

每当用户提交一个打印请求时，将该请求加入打印队列的末尾，打印机从队列的头部取出请求进行打印。

这样可以保证每个用户的打印请求按照提交的顺序进行处理。

综上所述，栈和队列在不同的应用场景中发挥着重要作用。

栈与队列实验报告总结实验报告总结：栈与队列一、实验目的本次实验旨在深入理解栈（Stack）和队列（Queue）这两种基本的数据结构，并掌握其基本操作。

通过实验，我们希望提高自身的编程能力和对数据结构的认识。

二、实验内容1.栈的实现：我们首先使用Python语言实现了一个简单的栈。

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，支持元素的插入和删除操作。

在本次实验中，我们实现了两个基本的栈操作：push（插入元素）和pop（删除元素）。

2.队列的实现：然后，我们实现了一个简单的队列。

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，支持元素的插入和删除操作。

在本次实验中，我们实现了两个基本的队列操作：enqueue（在队尾插入元素）和dequeue（从队头删除元素）。

3.栈与队列的应用：最后，我们使用所实现的栈和队列来解决一些实际问题。

例如，我们使用栈来实现一个算术表达式的求值，使用队列来实现一个简单的文本行编辑器。

三、实验过程与问题解决在实现栈和队列的过程中，我们遇到了一些问题。

例如，在实现栈的过程中，我们遇到了一个“空栈”的错误。

经过仔细检查，我们发现是因为在创建栈的过程中没有正确初始化栈的元素列表。

通过添加一个简单的初始化函数，我们解决了这个问题。

在实现队列的过程中，我们遇到了一个“队列溢出”的问题。

这是因为在实现队列时，我们没有考虑到队列的容量限制。

通过添加一个检查队列长度的条件语句，我们避免了这个问题。

四、实验总结与反思通过本次实验，我们对栈和队列这两种基本的数据结构有了更深入的理解。

我们掌握了如何使用Python语言实现这两种数据结构，并了解了它们的基本操作和实际应用。

在实现栈和队列的过程中，我们也学到了很多关于编程的技巧和方法。

例如，如何调试代码、如何设计数据结构、如何优化算法等。

这些技巧和方法将对我们今后的学习和工作产生积极的影响。

然而，在实验过程中我们也发现了一些不足之处。

例如，在实现栈和队列时，我们没有考虑到异常处理和性能优化等方面的问题。

数据结构考研真题栈和队列第3章栈和队列⼀选择题1. 对于栈操作数据的原则是（）。

【青岛⼤学 2001 五、2（2分）】A. 先进先出B. 后进先出C. 后进后出D. 不分顺序2. 在作进栈运算时,应先判别栈是否( ① ),在作退栈运算时应先判别栈是否( ② )。

当栈中元素为n个,作进栈运算时发⽣上溢,则说明该栈的最⼤容量为( ③ )。

为了增加内存空间的利⽤率和减少溢出的可能性,由两个栈共享⼀⽚连续的内存空间时,应将两栈的( ④ )分别设在这⽚内存空间的两端,这样,当( ⑤ )时，才产⽣上溢。

①, ②: A. 空 B. 满 C. 上溢 D. 下溢③: A. n-1 B. n C. n+1 D. n/2④: A. 长度 B. 深度 C. 栈顶 D. 栈底⑤: A. 两个栈的栈顶同时到达栈空间的中⼼点.B. 其中⼀个栈的栈顶到达栈空间的中⼼点.C. 两个栈的栈顶在栈空间的某⼀位置相遇.D. 两个栈均不空,且⼀个栈的栈顶到达另⼀个栈的栈底.【上海海运学院 1997 ⼆、1（5分）】【上海海运学院 1999 ⼆、1（5分）】3. ⼀个栈的输⼊序列为123…n，若输出序列的第⼀个元素是n，输出第i（1<=i<=n）个元素是（）。

A. 不确定B. n-i+1C. iD. n-i【中⼭⼤学 1999 ⼀、9(1分)】4. 若⼀个栈的输⼊序列为1,2,3,…,n，输出序列的第⼀个元素是i，则第j个输出元素是（）。

A. i-j-1B. i-jC. j-i+1D. 不确定的【武汉⼤学 2000 ⼆、3】5. 若已知⼀个栈的⼊栈序列是1,2,3,…,n，其输出序列为p1,p2,p3，…，pN,若pN是n，则pi是( )。

A. iB. n-iC. n-i+1D. 不确定【南京理⼯⼤学 2001 ⼀、1（1.5分）】6. 有六个元素6，5，4，3，2，1 的顺序进栈，问下列哪⼀个不是合法的出栈序列？（）A. 5 4 3 6 1 2B. 4 5 3 1 2 6C. 3 4 6 5 2 1D. 2 3 4 1 5 6【北⽅交通⼤学 2001 ⼀、3（2分）】7. 设栈的输⼊序列是1，2，3，4,则（）不可能是其出栈序列。

数据结构课程中栈和队列实验教学方案设计嘿，同学们！今天咱们要来聊聊如何在数据结构课程中设计一个关于栈和队列的实验教学方案。

相信我，这会是一个非常有趣和实用的过程，让我们一起动手打造一个既好玩又有料的实验方案吧！一、教学目标咱们得明确教学目标。

在这个实验中，我们希望学生们能够：1.理解栈和队列的概念及特点。

2.掌握栈和队列的常见操作。

3.学会使用栈和队列解决实际问题。

二、教学内容1.栈的概念、特点及应用场景。

2.队列的概念、特点及应用场景。

3.栈和队列的常见操作，如初始化、入栈、出栈、入队、出队等。

4.栈和队列的存储结构及其实现。

三、实验设计1.实验名称：数据结构课程中栈和队列实验教学。

2.实验时间：2课时。

3.实验环境：计算机实验室。

4.实验内容：（1）导入：通过讲解栈和队列的概念、特点及应用场景，让学生对这两种数据结构有一个初步的认识。

（2）栈的实验：a.实现一个栈的初始化、入栈、出栈操作。

b.实现一个逆序输出字符串的算法，使用栈来实现。

c.实现一个判断括号是否匹配的算法，使用栈来实现。

（3）队列的实验：a.实现一个队列的初始化、入队、出队操作。

b.实现一个循环队列，并演示其工作原理。

c.实现一个计算表达式值（包括加减乘除）的算法，使用栈和队列实现。

5.实验步骤：（1）讲解实验内容和要求。

（2）分组讨论，每组选择一个实验内容进行深入研究。

（3）编写代码实现实验功能。

（4）调试代码，确保实验功能正确。

四、实验评价1.代码的正确性：是否实现了实验要求的功能。

2.代码的可读性：代码结构是否清晰，注释是否完整。

3.实验报告的完整性：报告是否包含了实验原理、实验步骤、实验结果分析等内容。

4.实验过程中的参与程度：学生是否积极参与讨论，主动寻求解决问题。

五、实验拓展1.实现一个栈和队列的综合应用案例，如模拟一个停车场管理系统。

2.学习使用其他编程语言实现栈和队列，如Python、Java等。

3.探索栈和队列在计算机科学领域的其他应用，如算法设计、操作系统等。

算法与数据结构C语⾔版课后习题答案（机械⼯业出版社）第3,4章习题参考答案第3章栈和队列⼀、基础知识题3.1有五个数依次进栈：1，2，3，4，5。

在各种出栈的序列中，以3，4先出的序列有哪⼏个。

（３在４之前出栈）。

【解答】34215 ，34251，345213.2铁路进⾏列车调度时，常把站台设计成栈式结构，若进站的六辆列车顺序为：1，2，3，4，5，6，那么是否能够得到435612， 325641， 154623和135426的出站序列，如果不能，说明为什么不能；如果能，说明如何得到(即写出"进栈"或"出栈"的序列)。

【解答】输⼊序列为123456，不能得出435612和154623。

不能得到435612的理由是，输出序列最后两元素是12，前⾯4个元素（4356）得到后，栈中元素剩12，且2在栈顶，不可能让栈底元素1在栈顶元素2之前出栈。

不能得到154623的理由类似，当栈中元素只剩23，且3在栈顶，2不可能先于3出栈。

得到325641的过程如下：1 2 3顺序⼊栈，32出栈，得到部分输出序列32；然后45⼊栈，5出栈，部分输出序列变为325；接着6⼊栈并退栈，部分输出序列变为3256；最后41退栈，得最终结果325641。

得到135426的过程如下：1⼊栈并出栈，得到部分输出序列1；然后2和3⼊栈，3出栈，部分输出序列变为13；接着4和5⼊栈，5，4和2依次出栈，部分输出序列变为13542；最后6⼊栈并退栈，得最终结果135426。

3.3若⽤⼀个⼤⼩为6的数组来实现循环队列，且当前rear和front的值分别为0和3，当从队列中删除⼀个元素，再加⼊两个元素后，rear和front的值分别为多少？【解答】2和43.4设栈S和队列Q的初始状态为空，元素e1，e2，e3，e4，e5和e6依次通过栈S，⼀个元素出栈后即进队列Q，若6个元素出队的序列是e3，e5，e4，e6，e2，e1，则栈S的容量⾄少应该是多少？【解答】43.5循环队列的优点是什么，如何判断“空”和“满”。