栈的实现及应用实验报告

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。

栈和队列的实验报告栈和队列的实验报告引言：栈和队列是计算机科学中常用的数据结构，它们在算法设计和程序开发中起着重要的作用。

本实验旨在通过实际操作和观察，深入理解栈和队列的概念、特点以及它们在实际应用中的作用。

一、栈的实验1.1 栈的定义和特点栈是一种具有特殊操作约束的线性数据结构，它的特点是“先进后出”（Last-In-First-Out，LIFO）。

栈的操作包括入栈（push）和出栈（pop），入栈操作将元素放入栈顶，出栈操作将栈顶元素移除。

1.2 实验步骤在本次实验中，我们使用编程语言实现了一个栈的数据结构，并进行了以下实验步骤：1.2.1 创建一个空栈1.2.2 向栈中依次压入若干元素1.2.3 查看栈顶元素1.2.4 弹出栈顶元素1.2.5 再次查看栈顶元素1.3 实验结果通过实验，我们观察到栈的特点：最后入栈的元素最先出栈。

在实验步骤1.2.2中，我们依次压入了元素A、B和C，栈顶元素为C。

在实验步骤1.2.4中，我们弹出了栈顶元素C，此时栈顶元素变为B。

二、队列的实验2.1 队列的定义和特点队列是一种具有特殊操作约束的线性数据结构，它的特点是“先进先出”（First-In-First-Out，FIFO）。

队列的操作包括入队（enqueue）和出队（dequeue），入队操作将元素放入队尾，出队操作将队头元素移除。

2.2 实验步骤在本次实验中，我们使用编程语言实现了一个队列的数据结构，并进行了以下实验步骤：2.2.1 创建一个空队列2.2.2 向队列中依次插入若干元素2.2.3 查看队头元素2.2.4 删除队头元素2.2.5 再次查看队头元素2.3 实验结果通过实验，我们观察到队列的特点：最先入队的元素最先出队。

在实验步骤2.2.2中，我们依次插入了元素X、Y和Z，队头元素为X。

在实验步骤2.2.4中，我们删除了队头元素X，此时队头元素变为Y。

三、栈和队列的应用栈和队列在实际应用中有广泛的应用场景，下面简要介绍一些常见的应用：3.1 栈的应用3.1.1 表达式求值：通过栈可以实现对表达式的求值，如中缀表达式转换为后缀表达式，并计算结果。

栈的实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解栈这种数据结构的基本概念和操作原理，并通过实际编程实现来巩固对栈的特性和应用的掌握。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，编程环境为Visual Studio 2019。

三、实验原理栈（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。

栈只允许在表的一端进行插入和删除操作，这一端被称为栈顶（Top），另一端则被称为栈底（Bottom）。

栈的基本操作包括：1、｀Push`（入栈）：将元素添加到栈顶。

2、｀Pop`（出栈）：删除并返回栈顶元素。

3、｀Top`（获取栈顶元素）：返回栈顶元素，但不删除它。

4、｀IsEmpty`（判断栈是否为空）：如果栈为空，返回｀true`，否则返回｀false`。

四、实验内容与步骤1、定义栈的数据结构｀｀｀cppclass Stack ｛private:int stackArray;int top;int capacity;public:Stack(int size) ｛capacity ＝ size;stackArray ＝ new intcapacity; top ＝－1;｝～Stack(）｛delete stackArray;｝void Push(int element) ｛if （top ＝＝ capacity 1) ｛std:：cout ＜＜＂Stack Overflow!＂＜＜ std:：endl; return;｝stackArray+＋top ＝ element;｝int Pop(）｛if （IsEmpty(））｛std:：cout ＜＜＂Stack Underflow!＂＜＜ std:：endl; return －1;｝int element ＝ stackArraytop;stackArraytop ＝ 0;return element;｝int Top(）｛if （IsEmpty(））｛std:：cout ＜＜＂Stack is empty!＂＜＜ std:：endl; return －1;｝return stackArraytop;｝bool IsEmpty(）｛return top ＝＝－1;｝void PrintStack(）｛for （int i ＝ top; i ＞＝ 0; i) ｛std:：cout ＜＜ stackArrayi ＜＜＂＂；｝std:：cout ＜＜ std:：endl;｝｝；｀｀｀2、测试栈的基本操作｀｀｀cppint main(）｛Stack stack(5)；stackPush(10)；stackPush(20)；stackPush(30)；std:：cout ＜＜＂Top element: ＂＜＜ stackTop(）＜＜ std:：endl;stackPop(）；std:：cout ＜＜＂Top element after pop: ＂＜＜ stackTop(）＜＜std:：endl;stackPrintStack(）；return 0;｝｀｀｀五、实验结果与分析在实验过程中，我们成功地实现了栈的基本操作，并对其进行了测试。

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. 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。

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。

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。

一、实验目的1. 了解栈类的基本概念和原理；2. 掌握栈类的实现方法；3. 提高编程能力和数据结构应用能力。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 10；2. 编程语言：Java；3. 开发工具：Eclipse。

三、实验原理栈（Stack）是一种后进先出（Last In First Out，LIFO）的数据结构，它是限定仅在表的一端进行插入和删除操作的线性表。

栈的一端被称为栈顶（Top），另一端被称为栈底（Bottom）。

在栈中，新元素总是被添加到栈顶，而移除操作总是从栈顶开始。

栈类通常包含以下方法：1. push(E e)：向栈中添加元素e；2. pop()：从栈中移除栈顶元素；3. peek()：查看栈顶元素，但不移除；4. isEmpty()：判断栈是否为空；5. size()：获取栈中元素的数量。

四、实验步骤1. 创建一个名为Stack的类，实现栈的基本功能；2. 在Stack类中定义私有成员变量，用于存储栈的元素；3. 实现push、pop、peek、isEmpty和size方法；4. 编写测试程序，验证Stack类的功能。

以下是Stack类的实现代码：```javapublic class Stack<E> {private E[] elements;private int size;private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;public Stack() {elements = (E[]) new Object[DEFAULT_CAPACITY];size = 0;}public void push(E e) {if (size == elements.length) {elements = Arrays.copyOf(elements, 2 size + 1); }elements[size++] = e;}public E pop() {if (isEmpty()) {throw new IllegalStateException("Stack is empty"); }E e = elements[--size];elements[size] = null;return e;}public E peek() {if (isEmpty()) {throw new IllegalStateException("Stack is empty"); }return elements[size - 1];}public boolean isEmpty() {return size == 0;}public int size() {return size;}}```5. 编写测试程序，验证Stack类的功能：```javapublic class StackTest {public static void main(String[] args) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();stack.push(1);stack.push(2);stack.push(3);System.out.println("栈顶元素：" + stack.peek()); // 输出：3System.out.println("栈的大小：" + stack.size()); // 输出：3System.out.println("栈是否为空：" + stack.isEmpty()); // 输出：falsewhile (!stack.isEmpty()) {System.out.println("出栈元素：" + stack.pop()); // 输出：3、2、1}}}```五、实验结论通过本次实验，我们成功实现了栈类的基本功能，包括push、pop、peek、isEmpty和size方法。

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。