4 队列的链式结构实现

陕西科技大学实验报告班级电信142学号201406040210姓名王晓实验组别实验日期室温报告日期成绩报告内容：（目的和要求、原理、步骤、数据、计算、小结等）实验名称：队列的实现和应用实验目的：1.掌握队列的定义。

2.掌握队列基本操作的实现，并能用于解决实际问题。

实验环境（硬/软件要求）：Windows 2000,Visual C++ 6.0实验内容：1.实现队列的如下基本操作：push, pop, isempty, isfull, createstack。

2.利用队列的基本操作实现conversion()函数实验要求：1.用链式存储结构实现队列的基本操作：push, pop, isempty, isfull, createstack。

2.利用队列的基本操作实现conversion()函数。

3.编写主函数完成实验内容2。

实验原理：生活中有很多队列的影子，比如打饭排队，买火车票排队问题等，可以说与时间相关的问题，一般都会涉及到队列问题；从生活中，可以抽象出队列的概念，队列就是一个能够实现“先进先出”的存储结构。

队列分为链式队列和静态队列；静态队列一般用数组来实现，但此时的队列必须是循环队列，否则会造成巨大的内存浪费；链式队列是用链表来实现队列的。

这里讲的是循环队列，首先我们必须明白下面几个问题C语言的队列（queue），是指先进先出（FIFO, First-In-First-Out）的线性表。

在具体应用中通常用链表或者数组来实现。

队列只允许在后端（称为rear）进行插入操作，在前端（称为front）进行删除操作。

1．队列的基本概念（1）队列是一种特殊的、只能在表的两端进行插入或删除操作的线性表。

允许插入元素的一端称为队尾，允许删除元素的一端称为队首。

（2）队列的逻辑结构和线性表相同，其最大特点是“先进先出”。

（3）队列的存储结构有顺序队列和链队列之分，要求掌握队列的C语言描述方法。

（4）重点掌握在顺序队列和链队列上实现：进队、出队、读队头元素、显示队列元素、判队空和判队满等基本操作。

一元稀疏多项式的链式存储实现及简单运算大家好，今天我们来聊聊一元稀疏多项式的链式存储实现及简单运算。

我们要明白什么是一元稀疏多项式。

一元稀疏多项式就是形如f(x) = ax^n + bx^(n-1) + ... + b的多项式，其中a、b、n是常数，x是未知数，x^0=1。

在很多实际问题中，我们会遇到很多这样的多项式，但是它们的系数a和b并不是很多，而且有些系数可能是0,这时候我们就需要用到稀疏矩阵来存储这些多项式。

那么，为什么我们需要用链表来存储稀疏矩阵呢？这是因为链表有很多优点，比如说它可以根据需要动态地分配内存空间，这样就可以节省内存资源。

而且，链表还可以方便地进行插入和删除操作，这对于我们处理稀疏矩阵来说是非常重要的。

下面，我们来看一个例子。

假设我们有一个一元稀疏多项式f(x) = 2x^3 + 3x^2 + x + 4。

为了方便起见，我们先把它表示成一个链表的形式：```Node 1: {value: 2, next: Node 2}Node 2: {value: 3, next: Node 3}Node 3: {value: 1, next: null}Node 4: {value: 4, next: null}```这个链表表示的是一元稀疏多项式的系数。

从这个链表中，我们可以很容易地计算出f(x)的值。

具体方法是：从链表的头节点开始，依次取出每个节点的值，然后将它们相乘并加上下一个节点的值，直到遍历完整个链表为止。

在这个例子中，f(x) = 2 * x^3 + 3 * x^2 + x + 4 = x(2x^2 + 3x + 1) + 4。

除了上述的例子之外，链表还有很多其他的应用场景。

比如说，在计算机科学中，链表可以用来实现栈和队列等数据结构；在数学中，链表可以用来表示无穷级数；在工程领域，链表可以用来表示文件系统等等。

链表是一种非常有用的数据结构，它可以帮助我们更好地处理各种问题。

实验一线性表操作一、实验目的1熟悉并掌握线性表的逻辑结构、物理结构。

2熟悉并掌握顺序表的存储结构、基本操作和具体的函数定义。

3熟悉VC++程序的基本结构，掌握程序中的用户头文件、实现文件和主文件之间的相互关系及各自的作用。

4熟悉VC++操作环境的使用以及多文件的输入、编辑、调试和运行的全过程。

二、实验要求1实验之前认真准备，编写好源程序。

2实验中认真调试程序，对运行结果进行分析，注意程序的正确性和健壮性的验证。

3不断积累程序的调试方法。

三、实验内容基本题:1对元素类型为整型的顺序存储的线性表进行插入、删除和查找操作。

加强、提高题：2、编写一个求解Josephus问题的函数。

用整数序列1, 2, 3, ……, n表示顺序围坐在圆桌周围的人。

然后使用n = 9, s = 1, m = 5，以及n = 9, s = 1, m = 0，或者n = 9, s = 1, m = 10作为输入数据，检查你的程序的正确性和健壮性。

最后分析所完成算法的时间复杂度。

定义JosephusCircle类，其中含完成初始化、报数出圈成员函数、输出显示等方法。

（可以选做其中之一）加强题：（1）采用数组作为求解过程中使用的数据结构。

提高题：（2）采用循环链表作为求解过程中使用的数据结构。

运行时允许指定任意n、s、m数值，直至输入n = 0退出程序。

实验二栈、队列、递归应用一、实验目的1熟悉栈、队列这种特殊线性结构的特性2熟练掌握栈、队列在顺序存储结构和链表存储结构下的基本操作。

二、实验要求1实验之前认真准备，编写好源程序。

2实验中认真调试程序，对运行结果进行分析，注意程序的正确性和健壮性的验证。

3不断积累程序的调试方法。

三、实验内容基本题（必做）：1分别就栈的顺序存储结构和链式存储结构实现栈的各种基本操作。

2、假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向对尾结点，不设头指针，试设计相应的置队空、入队和出队的程序。

加强题：3设线性表A中有n个字符，试设计程序判断字符串是否中心对称，例如xyzyx和xyzzyx都是中心对称的字符串。

第1篇一、实验背景数据结构是计算机科学中一个重要的基础学科，其中队列作为一种常用的数据结构，在计算机科学和实际应用中具有广泛的应用。

队列是一种先进先出（FIFO）的线性表，它允许在表的一端进行插入操作，在另一端进行删除操作。

本实验旨在通过实现队列的基本操作，加深对队列数据结构概念和特性的理解，并掌握其在实际应用中的运用。

二、实验目的1. 理解队列数据结构的概念和特性。

2. 掌握队列的存储结构，包括顺序存储和链式存储。

3. 熟悉队列的基本操作，如入队、出队、队列长度、队列状态判断等。

4. 通过实际编程，提高数据结构应用能力。

三、实验内容1. 队列的顺序存储结构实现：- 定义队列结构体，包含队列长度、队列最大长度、队列首尾指针等。

- 实现队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满等操作。

2. 队列的链式存储结构实现：- 定义队列节点结构体，包含队列数据、指针等。

- 实现队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满等操作。

3. 队列的实际应用：- 使用队列实现广度优先搜索（BFS）算法。

- 使用队列实现单链表反转。

- 使用队列实现表达式求值。

四、实验步骤1. 创建队列结构体，定义队列的基本属性和操作函数。

2. 实现队列的顺序存储结构，包括队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满等操作。

3. 实现队列的链式存储结构，包括队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满等操作。

4. 通过实际编程，验证队列的基本操作是否正确。

5. 使用队列实现实际应用，验证队列在解决问题中的应用价值。

五、实验结果与分析1. 顺序存储结构实现：- 队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满等操作均能正常进行。

- 队列的顺序存储结构在插入和删除操作时，需要移动队列中的元素，因此时间复杂度为O(n)。

2. 链式存储结构实现：- 队列的初始化、入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满等操作均能正常进行。

数据结构课程标准课程目标1：理解线性表、栈和队列、串、树和二叉树和图的逻辑结构，掌握在各种逻辑结构上的各种基本操作的实现，培养学生进行复杂程序设计的能力和数据抽象的能力。

课程目标2：熟练掌握常用的静态查找和动态查找算法，深刻理解排序的定义和各种排序方法的特点，并能加以灵活应用。

课程目标3：能够从时间和空间复杂性的角度综合比较各种算法的复杂度，并能分析顺序存储和链式存储两种常用存储结构的不同特点及适用场合。

三、课程目标与毕业要求的关系1、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标2课程目标3注：H表示高支撑，M表示中支撑，1表示低支撑。

参考《数学学院课程目标达成度评价方法》进行评价。

九、本课程各个课程目标的权重依据第八部分中的课程目标达成度评价方法，计算得到本课程的各个课程目标的权重如下:根据学生的课堂表现、作业、平时测验和期末考试情况及教学督导的反馈，检验学生对本课程涉及的学科素养和学会反思的达成情况，及时对教学中的不足之处进行改进，调整教学指导策略；根据学生的课堂表现、作业、平时测验及期末考试成绩，检验本课程所支撑的毕业要求分解指标点的达成度情况;根据本课程所支撑的毕业要求分解指标点的达成度情况，在本学院教学指导委员会指导下，重新修订本课程大纲，实现持续改进。

十一、推荐教材及参考书目1.教材1.孙丽云.数据结构（C语言版）[M].武汉：华中科技大学出版社,2017.2.参考书目2.孙丽云.数据结构实验指导与习题解析（C语言版）[M].北京：华中科技大学出版社,2017.3.严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）[M].北京：清华大学出版社，2012.4.高一凡，数据结构算法解析[M].北京：清华大学出版社，2015.。

数据结构（C语言版）（第2版）课后习题答案李冬梅2015.3目录第1章绪论 0第2章线性表 (4)第3章栈和队列 (12)第4章串、数组和广义表 (25)第5章树和二叉树 (31)第6章图 (39)第1章绪论1．简述下列概念：数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。

序列。

对于整个表来说，只有一个开始结点(它的前面无记录)和一个终端结点(它的后面无记录)，其他的结点则各有一个也只有一个直接前趋和直接后继。

学生记录之间的这种关系就确定了学生表的逻辑结构，即线性结构。

这些学生记录在计算机中的存储表示就是存储结构。

如果用连续的存储单元(如用数组表示)来存放这些记录，则称为顺序存储结构；如果存储单元不连续，而是随机存放各个记录，然后用指针进行链接，则称为链式存储结构。

即相同的逻辑结构，可以对应不同的存储结构。

3．简述逻辑结构的四种基本关系并画出它们的关系图。

答案：（1）集合结构数据元素之间除了“属于同一集合”的关系外，别无其他关系。

例如，确定一名学生是否为班级成员，只需将班级看做一个集合结构。

（2）线性结构数据元素之间存在一对一的关系。

例如，将学生信息数据按照其入学报到的时间先后顺A．存储结构 B．存储实现C．逻辑结构 D．运算实现答案：C（3）通常要求同一逻辑结构中的所有数据元素具有相同的特性，这意味着（）。

A．数据具有同一特点B．不仅数据元素所包含的数据项的个数要相同，而且对应数据项的类型要一致C．每个数据元素都一样D．数据元素所包含的数据项的个数要相等答案：B（4）以下说法正确的是（）。

A．数据元素是数据的最小单位B．数据项是数据的基本单位C．数据结构是带有结构的各数据项的集合D．一些表面上很不相同的数据可以有相同的逻辑结构答案：O(m*n)解释：语句a[i][j]=0;的执行次数为m*n。

（3）s=0;for i=0; i<n; i++)for(j=0; j<n; j++)s+=B[i][j];sum=s;答案：O(n2)解释：语句s+=B[i][j];的执行次数为n2。

数据结构之队列队列的概念实现方式和应用场景队列是一种常见的数据结构，它按照先进先出（First-In-First-Out，FIFO）的原则，对数据进行存储和访问。

在本文中，我们将讨论队列的概念、实现方式以及常见的应用场景。

一、队列的概念队列是一种线性数据结构，它由一系列元素组成，其中每个元素都包含自身的数据以及指向下一个元素的指针。

队列有两个基本操作：入队和出队。

入队操作将元素插入到队列的末尾，而出队操作则从队列的头部移除元素。

队列的特点是先进先出，在队列中，新元素总是被添加到队列的末尾，而最早添加的元素总是在队列的头部。

这一特点使队列非常适合于模拟实际生活中的排队场景。

二、队列的实现方式1. 顺序队列：顺序队列是使用数组来实现的队列，它具有固定的大小。

数组的索引表示队列中元素的位置，使用两个指针front和rear分别指向队列的头部和尾部。

入队操作：将元素添加到rear指针所指向的位置，并将rear指针后移一位。

出队操作：将front指针所指向的元素移除，并将front指针后移一位。

顺序队列的主要优势是访问元素的速度较快，但其缺点是在入队和出队操作频繁时，会造成大量元素的移动。

2. 链式队列：链式队列使用链表来实现，这样可以解决顺序队列中需要移动大量元素的问题。

链式队列由一系列结点组成，每个结点包含一个数据元素和指向下一个结点的指针。

入队操作：创建一个新的结点，并将其添加到链表的尾部，更新rear指针。

出队操作：将链表的头部结点移除，并更新front指针。

链式队列的优势是没有固定的大小限制，可以根据需要动态地分配内存空间。

但其缺点是访问元素的速度较慢，需要通过指针进行遍历。

三、队列的应用场景队列在计算机科学中有广泛的应用。

下面列举一些常见的应用场景：1. 线程池：线程池中的任务通常以队列的形式进行排队，工作线程从队列中获取任务并执行。

2. 消息队列：在分布式系统中，消息队列用于异步通信，生产者将消息发送到队列中，而消费者从队列中获取消息进行处理。

链式结构的组成链式结构是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

在这篇文章中，我将介绍链式结构的组成及其相关概念。

一、链式结构的基本组成链式结构由节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

节点的数据可以是任意类型，例如整数、字符、字符串等。

指针则是指向下一个节点的地址。

二、链式结构的特点1. 动态性：链式结构可以根据需要动态地添加或删除节点，而不需要提前分配固定大小的内存空间。

2. 灵活性：由于节点之间通过指针连接，链式结构可以非常灵活地进行插入、删除和修改操作。

3. 空间效率：链式结构不需要预先分配连续的内存空间，因此可以更好地利用内存。

4. 时间效率：链式结构的插入和删除操作时间复杂度为O(1)，但查找操作的时间复杂度较高，为O(n)。

三、链式结构的分类链式结构可以根据节点之间的关系进行分类，常见的链式结构包括单链表、双链表和循环链表。

1. 单链表单链表是最简单的链式结构，每个节点只包含一个指向下一个节点的指针。

单链表的最后一个节点指向NULL，表示链表的结束。

2. 双链表双链表在单链表的基础上增加了一个指向前一个节点的指针。

这样，双链表可以从前往后或从后往前遍历。

3. 循环链表循环链表是一种特殊的链表，它的最后一个节点的指针指向第一个节点，形成一个闭环。

循环链表可以从任意节点开始遍历。

四、链式结构的操作链式结构支持一系列常见的操作，包括插入、删除和查找等。

1. 插入操作插入操作可以在链表的任意位置插入一个新节点。

具体步骤包括：找到插入位置的前一个节点，创建新节点，将新节点的指针指向下一个节点，将前一个节点的指针指向新节点。

2. 删除操作删除操作可以删除链表中的一个节点。

具体步骤包括：找到要删除节点的前一个节点，将前一个节点的指针指向要删除节点的下一个节点，释放要删除节点的内存空间。

3. 查找操作查找操作可以在链表中查找指定的节点。

具体步骤包括：从链表的头节点开始，依次遍历链表的每个节点，直到找到目标节点或遍历到链表的末尾。