实验7__栈的顺序表示和实现

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。

栈的实现及应用实验原理一、栈的实现栈是一种先进后出（FILO）的数据结构，它可以被用来实现许多算法和数据结构。

栈可以使用数组或链表来实现。

在这里，我将介绍一下基于数组的栈的实现原理。

1.1 基于数组的栈基于数组的栈实现非常简单，可以使用一个固定大小的数组来存储栈中的元素。

栈具有两个基本操作：压入（push）和弹出（pop）。

在基于数组的栈中，当一个元素压入栈时，它被放入数组的末尾（栈顶），而当一个元素弹出栈时，数组的末尾元素被移除，并返回给调用者。

1.2 实现细节在基于数组的栈中，我们需要跟踪栈顶元素的位置，通常通过一个指示栈顶索引的变量来实现。

当一个元素被压入栈时，我们将它放入数组的栈顶位置，并将栈顶索引加一；当一个元素被弹出栈时，我们将栈顶索引减一，并返回数组中当前栈顶索引位置的元素。

为了避免栈的溢出（stack overflow）或者栈的下溢（stack underflow），我们还需要处理一些边界情况。

例如，在压入元素前，我们需要检查是否数组已满；在弹出元素前，我们需要检查栈中是否有元素。

这些细节需要涵盖在栈的实现中，以保证栈的正确性和健壮性。

1.3 时间复杂度基于数组的栈的时间复杂度非常简单：压入和弹出元素的时间复杂度均为O(1)，因为它们只涉及数组末尾的操作。

对于数组的访问（取得栈顶元素）的时间复杂度也为O(1)。

二、栈的应用栈是一种非常重要的数据结构，它在编程中有着广泛的应用。

以下是栈的一些应用实例：2.1 逆波兰表达式逆波兰表达式是一种不包含括号的数学表达式，它使用操作符在操作数之间排列。

逆波兰表达式的计算可以通过栈来实现。

具体地，当遇到一个操作数时，将其压入栈中；当遇到一个操作符时，弹出栈顶的两个元素，并进行相应的计算，将结果压入栈中。

这样，最终栈中剩下的元素就是逆波兰表达式的计算结果。

2.2 括号匹配在编程中，括号匹配是一个非常常见的问题。

给定一个包含括号的字符串，我们需要判断其中的括号是否匹配。

栈和队列基本操作实验报告实验目的1. 了解栈和队列的基本概念和特点；2. 掌握栈和队列的基本操作，包括插入、删除、判空、判满等；3. 加深对数据结构的理解，提高编程能力。

实验原理1. 栈(Stack)是一种“先进后出”(Last In First Out，简称LIFO)的数据结构，类似于一摞盘子，最先放入的盘子在最底下，最后放入的盘子在最上面，取出盘子时也是从上往下取出。

2. 队列(Queue)是一种“先进先出”(First In First Out，简称FIFO)的数据结构，类似于排队，先来的人先进队列，后来的人排在后面，服务员按照队列顺序依次为每个人提供服务。

实验内容1. 栈的实现栈的基本操作包括入栈(push)、出栈(pop)、判空(empty)、栈顶(top)。

本次实验选择使用顺序栈来实现，并通过代码模拟栈的基本操作。

在顺序栈的实现中，需要设置栈顶指针(top)、初始化栈、入栈、出栈、判空、判满等操作，其中最关键的是入栈和出栈操作。

入栈操作：在栈顶指针(top)的位置加1，将元素e放到栈顶```void push(SqStack &s, ElemType e){if (s.top == MAXSIZE - 1) // 栈满return;s.top++; // 栈顶指针加1s.data[s.top] = e; // 将元素e放到栈顶return;}```出队操作：将队头元素弹出，队头指针(front)加1实验结果1. 栈的实现通过栈的实现，我们可以进行压入和弹出元素的操作。

下面是一段示例代码：通过本次实验，我学会了栈和队列的基本概念和特点，掌握了栈和队列的基本操作，如插入、删除、判空、判满等。

这些基本操作是数据结构中的重要部分，对于算法的实现与性能优化都有很大的帮助。

此外，在实现中，我们还需要注意栈和队列指针的变化，以及对于空栈和空队列的处理。

通过本次实验，我加深了对数据结构的理解，同时也提升了编程能力。

一、实验目的1. 理解栈的定义、特点、逻辑结构及其在计算机科学中的应用。

2. 掌握顺序栈和链栈的存储结构及基本操作实现。

3. 通过具体应用实例，加深对栈的理解，提高问题分析和解决的能力。

二、实验内容1. 实现顺序栈和链栈的基本操作。

2. 编写一个算法，判断给定的字符序列是否为回文。

3. 编写一个算法，利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转。

4. 给定一个整数序列，实现一个求解其中最大值的递归算法。

三、实验步骤1. 实现顺序栈和链栈的基本操作（1）顺序栈的存储结构及操作实现顺序栈使用数组来实现，其基本操作包括：- 初始化栈：使用数组创建一个空栈，并设置栈的最大容量。

- 入栈：将元素插入栈顶，如果栈满，则返回错误。

- 出栈：从栈顶删除元素，如果栈空，则返回错误。

- 获取栈顶元素：返回栈顶元素，但不删除。

- 判断栈空：判断栈是否为空。

（2）链栈的存储结构及操作实现链栈使用链表来实现，其基本操作包括：- 初始化栈：创建一个空链表，作为栈的存储结构。

- 入栈：在链表头部插入元素，如果链表为空，则创建第一个节点。

- 出栈：删除链表头部节点，如果链表为空，则返回错误。

- 获取栈顶元素：返回链表头部节点的数据。

- 判断栈空：判断链表是否为空。

2. 判断字符序列是否为回文编写一个算法，判断给定的字符序列是否为回文。

算法步骤如下：（1）使用顺序栈或链栈存储字符序列。

（2）从字符序列的头部开始，依次将字符入栈。

（3）从字符序列的尾部开始，依次将字符出栈，并与栈顶元素比较。

（4）如果所有字符均与栈顶元素相等，则字符序列为回文。

3. 利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转编写一个算法，利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转。

算法步骤如下：（1）创建一个空栈，用于存储逆转后的栈内容。

（2）从原栈中依次将元素出栈，并依次入新栈。

（3）将新栈的内容赋值回原栈，实现栈内容的逆转。

4. 求解整数序列中的最大值给定一个整数序列，实现一个求解其中最大值的递归算法。

一、实验目的1. 理解顺序栈的定义和基本操作。

2. 掌握顺序栈的存储结构及其实现方法。

3. 能够通过C语言实现顺序栈的入栈和出栈操作。

4. 通过实验验证顺序栈的存取效率。

二、实验原理顺序栈是一种利用数组实现的栈结构，其特点如下：1. 顺序栈使用数组存储数据元素，数组的大小是固定的，栈顶指针top指向栈顶元素。

2. 顺序栈的入栈操作是将新元素添加到栈顶，出栈操作是删除栈顶元素。

3. 栈顶指针top的初始值为-1，表示栈为空。

顺序栈的入栈和出栈操作如下：1. 入栈操作：- 判断栈是否已满，若已满则报错。

- 将新元素添加到栈顶，栈顶指针top加1。

2. 出栈操作：- 判断栈是否为空，若为空则报错。

- 删除栈顶元素，栈顶指针top减1。

三、实验内容1. 定义顺序栈的数据结构。

2. 实现顺序栈的初始化、入栈、出栈和判空操作。

3. 编写主函数，验证顺序栈的存取操作。

四、实验步骤1. 定义顺序栈的数据结构，包括栈的最大容量、栈顶指针和栈顶元素数组。

```c#define MAXSIZE 100typedef struct {int data[MAXSIZE];int top;} SeqStack;```2. 实现顺序栈的初始化、入栈、出栈和判空操作。

```c// 初始化顺序栈void InitStack(SeqStack s) {s->top = -1;}// 判断栈是否为空int IsEmpty(SeqStack s) {return s->top == -1;}// 入栈操作int Push(SeqStack s, int e) {if (s->top == MAXSIZE - 1) {return 0; // 栈已满}s->data[++s->top] = e;return 1;}// 出栈操作int Pop(SeqStack s, int e) {if (s->top == -1) {return 0; // 栈为空}e = s->data[s->top--];return 1;}```3. 编写主函数，验证顺序栈的存取操作。

一、实验目的1. 掌握栈的定义、特点、逻辑结构，理解栈的抽象数据类型。

2. 熟练掌握顺序栈和链栈两种结构类型的定义、特点以及基本操作的实现方法。

3. 了解栈在解决实际问题中的应用。

二、实验内容1. 编写顺序栈和链栈的基本操作函数，包括入栈（push）、出栈（pop）、判断栈空（isEmpty）、获取栈顶元素（getTop）等。

2. 利用栈实现字符序列是否为回文的判断。

3. 利用栈实现整数序列中最大值的求解。

三、实验步骤1. 创建顺序栈和链栈的结构体，并实现相关的基本操作函数。

2. 编写一个函数，用于判断字符序列是否为回文。

该函数首先将字符序列中的字符依次入栈，然后逐个出栈，比较出栈的字符是否与原序列相同，若相同则表示为回文。

3. 编写一个函数，用于求解整数序列中的最大值。

该函数首先将序列中的元素依次入栈，然后逐个出栈，每次出栈时判断是否为当前栈中的最大值，并记录下来。

四、实验结果与分析1. 顺序栈和链栈的基本操作函数实现如下：```c// 顺序栈的基本操作void pushSeqStack(SeqStack s, ElemType x) {if (s->top < MAXSIZE - 1) {s->top++;s->data[s->top] = x;}}void popSeqStack(SeqStack s, ElemType x) {if (s->top >= 0) {x = s->data[s->top];s->top--;}}bool isEmptySeqStack(SeqStack s) {return s->top == -1;}ElemType getTopSeqStack(SeqStack s) {if (s->top >= 0) {return s->data[s->top];}return 0;}// 链栈的基本操作void pushLinkStack(LinkStack s, ElemType x) {LinkStack p = (LinkStack )malloc(sizeof(LinkStack)); if (p == NULL) {exit(1);}p->data = x;p->next = s->top;s->top = p;}void popLinkStack(LinkStack s, ElemType x) { if (s->top != NULL) {LinkStack p = s->top;x = p->data;s->top = p->next;free(p);}}bool isEmptyLinkStack(LinkStack s) {return s->top == NULL;}ElemType getTopLinkStack(LinkStack s) {if (s->top != NULL) {return s->top->data;}return 0;}```2. 判断字符序列是否为回文的函数实现如下：```cbool isPalindrome(char str) {SeqStack s;initStack(&s);int len = strlen(str);for (int i = 0; i < len; i++) {pushSeqStack(&s, str[i]);}for (int i = 0; i < len; i++) {char c = getTopSeqStack(&s);popSeqStack(&s, &c);if (c != str[i]) {return false;}}return true;}```3. 求解整数序列中最大值的函数实现如下：```cint getMax(int arr, int len) {LinkStack s;initStack(&s);int max = arr[0];for (int i = 0; i < len; i++) {pushLinkStack(&s, arr[i]);if (arr[i] > max) {max = arr[i];}}while (!isEmptyLinkStack(&s)) {popLinkStack(&s, &max);}return max;}```五、实验心得通过本次实验，我对栈的基本操作有了更深入的理解。

引言：栈是一种常见的数据结构，它具有特殊的操作规则，即先进后出（LIFO）。

本文将介绍栈的操作，并结合实验报告的方式详细阐述栈的概念、基本操作以及应用场景。

概述：栈是一种线性数据结构，由相同类型的元素按照特定顺序排列而成。

在栈中，只能在栈顶进行插入和删除操作，其他位置的元素无法直接访问。

栈具有两个基本操作：压栈（push）和弹栈（pop）。

其中，压栈将一个元素添加到栈顶，弹栈则是删除栈顶的元素。

除了基本操作外，栈还具有其他常见的操作，如获取栈顶元素（top）、判断栈是否为空（empty）等。

正文内容：一、栈的基本操作1.压栈（push）push操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子2.弹栈（pop）pop操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子3.获取栈顶元素（top）top操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子4.判断栈是否为空（empty）empty操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子5.栈的大小（size）size操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子二、栈的应用场景1.括号匹配使用栈实现括号匹配的原理和过程在编译器、计算表达式等领域中的应用2.浏览器的后退和前进功能使用栈来记录浏览器访问历史的原理和过程实现浏览器的后退和前进功能3.函数调用和递归使用栈来实现函数调用和递归的原理和过程在程序执行过程中的应用和注意事项4.实现浏览器缓存使用栈来实现浏览器缓存的原理和过程提高用户浏览速度的实际应用案例5.撤销操作使用栈来实现撤销操作的原理和过程在编辑器、图形处理软件等领域的实际应用总结：本文详细介绍了栈的操作，包括基本操作（压栈、弹栈、获取栈顶元素、判断栈是否为空、栈的大小）和应用场景（括号匹配、浏览器的后退和前进功能、函数调用和递归、实现浏览器缓存、撤销操作）。

通过了解栈的操作和应用，我们可以更好地理解数据结构中的栈，并能够在实际问题中灵活运用栈的特性。

栈的表示及栈的应用实验心得
栈是一种常见的数据结构，特点是后进先出，常用于程序内存中的函数调用、表达式
求值等方面。

栈有多种表示方法，常见的包括顺序栈和链式栈。

在顺序栈中，使用一
个数组来表示栈，通过一个指针指向栈顶元素，实现栈的基本操作。

链式栈是在链表
的基础上实现栈，其中栈顶元素表示为链表的头结点。

在实验中，我通过编写程序来熟悉了使用栈。

具体来说，我设计了一个括号匹配程序。

该程序可以读取一个字符串，检查其中的括号是否匹配，如果匹配则输出“括号匹配”，否则输出“括号不匹配”。

在程序中，我使用顺序栈来实现检查括号匹配的功能。

具体来说，我遍历每一个字符，遇到左括号时则将其压入栈中，遇到右括号时则
判断栈顶元素是否为相应的左括号，如果匹配则弹出栈顶元素，继续遍历字符串，直
至遍历完成。

如果遍历完成后栈为空，则表示字符串中的括号匹配，否则表示不匹配。

通过这个实验，我对栈的表示和使用有了更深入的了解。

共享一下这个实验心得，希
望对其他学习数据结构的同学有所帮助。

!OutStack(&s)初始条件：栈S已存在。

操作结果：将栈S的数据元素从栈顶到栈底依次输出。

shuzhi(&S, n, x)初始条件：空栈S已存在。

操作结果：将一个十进制转化为其他进制。

huiwen(&S,n)初始条件：空栈S已存在。

操作结果：若进栈序列和入栈序列相同，即是回文数，则返回1；否则，返回0。

}ADT Stack{2）本程序包含9个函数：a)主函数main( )b)初始化顺序栈InitStack ( )c)入栈Push ( )d)出栈Pop( )e)获取栈顶元素GetTop( )f)遍历顺序表OutStack( )g)置空顺序表setEmpty( )h)数值转换shuzhi( )i)判断回文huiwen( )3）》4）各函数间关系如下：四．运用的存储结构说明：a.主函数main()无返回值，为void型。

b．初始化顺序表InitStack ( )参数SqStack *p；无返回值；void型。

c. 入栈Push ( )参数SqStack *p,ElemType x；无返回值；void型。

【d. 出栈Pop( )参数SqStack *p；返回值为ElemType型，又#define ElemType int，即为整型；ElemType型e. 获取栈顶元素GetTop( )参数SqStack *p；返回值为ElemType型，又#define ElemType int，即为整型；ElemType型f. 遍历顺序表OutStack( )参数SqStack *p;int i; 无返回值；void型。

g．置空顺序表setEmpty( )参数SqStack *p;无返回值；void型。

h．数值转换shuzhi( )参数SqStack *p，int n,int x;无返回值；void型。

i．—ii．判断回文huiwen( )参数SqStack *p，int n；返回值非1即0；bool型。

顺序栈实验报告顺序栈实验报告一、引言顺序栈是一种基本的数据结构，它具有先进先出的特点。

在本次实验中，我们将学习并实现顺序栈的基本操作，包括入栈、出栈、判空和获取栈顶元素等。

通过这次实验，我们将深入理解栈的概念和原理，并掌握如何使用顺序栈解决实际问题。

二、实验目的1. 学习顺序栈的定义和基本操作。

2. 掌握顺序栈的实现方法。

3. 理解顺序栈的应用场景。

三、实验过程1. 定义顺序栈的结构在本次实验中，我们选择使用数组来实现顺序栈。

首先，我们需要定义一个栈的结构体，包括栈的容量和栈顶指针。

2. 初始化栈在实验开始时，我们需要初始化一个空栈。

这里，我们将栈顶指针设置为-1，表示栈为空。

3. 入栈操作当我们需要将一个元素压入栈时，我们首先判断栈是否已满。

如果栈已满，则无法进行入栈操作；否则，我们将栈顶指针加1，并将元素放入栈顶位置。

4. 出栈操作当我们需要从栈中弹出一个元素时，我们首先判断栈是否为空。

如果栈为空，则无法进行出栈操作；否则，我们将栈顶指针减1，并返回栈顶元素。

5. 判空操作判断栈是否为空可以通过检查栈顶指针是否等于-1来实现。

如果栈顶指针等于-1，则表示栈为空；否则，表示栈非空。

6. 获取栈顶元素要获取栈顶元素，我们只需返回栈顶指针所指向的元素即可。

需要注意的是，此操作不会改变栈的状态。

四、实验结果通过实验，我们成功实现了顺序栈的基本操作，并进行了测试。

在测试过程中，我们发现顺序栈可以有效地存储和操作数据。

我们可以轻松地将元素入栈和出栈，并通过判断栈是否为空来避免错误操作。

同时，获取栈顶元素的操作也非常方便，可以快速获取栈中最新的数据。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了顺序栈的概念和原理，并掌握了顺序栈的基本操作。

顺序栈作为一种基本的数据结构，在实际应用中具有广泛的用途。

例如，在计算机程序中，我们可以使用顺序栈来实现函数调用的堆栈，以便保存函数的返回地址和局部变量等信息。

此外，在表达式求值、括号匹配和逆波兰表达式等问题中，顺序栈也发挥着重要的作用。