数据结构实验5顺序栈的基本操作

stack的知识点1. 栈的定义和特点栈（Stack）是一种具有特殊限制的线性数据结构，它的特点是“后进先出”（Last In First Out，LIFO）。

栈在计算机科学中有着广泛的应用，是一种非常重要的数据结构。

2. 栈的基本操作栈的基本操作包括入栈（push）和出栈（pop）两个操作。

•入栈操作：将元素添加到栈的顶部，使其成为新的栈顶元素。

•出栈操作：移除栈顶的元素，并返回被移除的元素。

除了入栈和出栈操作外，栈还支持其他操作，如获取栈顶元素（top）、判断栈是否为空（empty）、获取栈的大小（size）等。

3. 栈的实现方式栈可以使用数组或链表来实现。

•数组实现：使用数组来存储栈中的元素，通过一个指针来指示栈顶元素的位置。

入栈操作将元素添加到数组的末尾，出栈操作将指针向前移动一位。

•链表实现：使用链表来存储栈中的元素，每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。

入栈操作将新元素插入链表的头部，出栈操作将头节点移除。

4. 栈的应用场景栈在计算机科学中有许多应用场景，以下是一些常见的应用场景。

•函数调用栈：在函数调用时，参数、局部变量和返回地址等信息会被压入栈中，函数返回时再从栈中弹出这些信息。

•表达式求值：栈可以用于解析和计算数学表达式，如中缀表达式的转换和后缀表达式的计算。

•括号匹配：栈可以用于检查表达式中的括号是否匹配，如圆括号、方括号和花括号等。

•浏览器的前进和后退功能：浏览器使用栈来记录用户访问的网页历史，通过栈的出栈和入栈操作实现前进和后退功能。

5. 栈的复杂度分析栈的入栈和出栈操作都只涉及到栈顶元素，所以这两个操作的时间复杂度都是O(1)。

而获取栈顶元素、判断栈是否为空和获取栈的大小等操作也都可以在O(1)时间内完成。

6. 总结栈是一种非常重要的数据结构，具有广泛的应用场景。

它的特点是“后进先出”，支持入栈和出栈等基本操作。

栈可以使用数组或链表来实现，常见的应用场景包括函数调用栈、表达式求值、括号匹配和浏览器的前进后退功能等。

数据结构实验实验内容和目的：掌握几种基本的数据结构：集合、线性结构、树形结构等在求解实际问题中的应用，以及培养书写规范文档的技巧。

学习基本的查找和排序技术。

让我们在实际上机中具有编制相当规模的程序的能力。

养成一种良好的程序设计风格。

实验教材：数据结构题集（C语言版）清华大学出版社2007年实验项目：实验一、栈和循环队列㈠、实验内容：①栈掌握栈的特点(先进后出FILO)及基本操作,如入栈、出栈等，栈的顺序存储结构和链式存储结构，以便在实际问题背景下灵活应用。

本程序采用的是链栈结构，具有初始化一个栈、PUSH、POP、显示所有栈里的元素四个功能。

②循环队列掌握队列的特点(先进先出FIFO)及基本操作,如入队、出队等，学会循环队列的实现，以便在实际问题背景下灵活运用。

本程序具有初始化一个队列、入队、出队、显示队列的所有元素、队列长度五个功能。

㈡、实验代码①栈程序代码：#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define Stack_Size 6#define ERROR 0#define OK 1typedef int SElemType;typedef struct SNode{SElemType data;struct SNode *next;}SNode,*LinkStack;int CreatTwo(LinkStack &head,int n){int i;SNode *p;head=(LinkStack)malloc(sizeof(SNode));head->next=NULL;printf("请输入数据(数字):\n");for(i=n;i>0;--i){p=(SNode *)malloc(sizeof(SNode));scanf("%d",&p->data);p->next=head->next;head->next=p;}return 1;}int menu_select(){int sn;for(;;){scanf("%d",&sn);if(sn<1||sn>6)printf("\n\t输入错误，请重新输入\n");elsebreak;}return sn;}int Push(LinkStack &top,SElemType e){SNode *q;q=(LinkStack)malloc(sizeof(SNode));if(!q){printf("溢出!\n");return(ERROR);}q->data=e;q->next=top->next;top->next=q;return(OK);}int Pop(LinkStack &top,SElemType &e){SNode *q;if(!top->next){printf("error!\n");return(ERROR);}e=top->next->data;q=top->next;top->next=q->next;free(q);return(OK);}void main(){ int e;LinkStack top;printf("1.初始化一个栈;\n2.PUSH;\n3.POP;\n4.显示所有栈里的元素;\n5.结束;\n");while(1){switch(menu_select()){case 1:if(CreatTwo(top,Stack_Size))printf("Success!\n");break; case 2:printf("Push:\n");scanf("%d",&e);if(Push(top,e))printf("Success!\n");break;case 3:if(Pop(top,e))printf("Success!\n");printf("%d\n",e);break;case 4:LinkStack p;printf("所有栈里的元素:\n");p=top;while(p->next){p=p->next;printf("%7d",p->data);}printf("\n");break;case 5:return;}}}运行结果：②循环队列程序代码：#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#define OVERFLOW -1#define OK 1#define ERROR 0#define MAXSIZE 100typedef struct{int *elem;//队列存储空间int front;int rear;}SqQueue;//判断选择是否正确int menu_select(){int sn;for(;;){scanf("%d",&sn);if(sn<1||sn>6)printf("\n\t输入错误，请重新输入\n");elsebreak;}return sn;}//参数(传出)SqQueue &Q,循环队列(空)int InitQueue(SqQueue &Q){Q.elem=(int *)malloc(MAXSIZE*sizeof(int));if(!Q.elem)exit(OVERFLOW);Q.front=Q.rear=-1;for(int i=0;i<MAXSIZE;i++)Q.elem[i]=-1;return OK;}//返回Q的元素个数int QueueLength(SqQueue Q){return (Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE;}//显示队列的元素void Display(SqQueue Q){for(int i=0;i<=QueueLength(Q);i++)if(Q.elem[i]!=-1)printf("%d ",Q.elem[i]);printf("\n");}//入队int EnQueue(SqQueue &Q,int e){Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE;if(Q.rear==Q.front)return ERROR;Q.elem[Q.rear]=e;return OK;}//出队int DeQueue(SqQueue &Q,int &e){if(Q.front==Q.rear)return ERROR;e=Q.elem[Q.front+1];Q.elem[Q.front+1]=-1;Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE;return OK;}void main(){SqQueue Q;InitQueue(Q);int elem,e;printf("请输入队列元素(以0结束):\n");scanf("%d",&elem);while(elem!=0){EnQueue(Q,elem);scanf("%d",&elem);}printf("队列为：\n");Display(Q);printf("1.初始化一个队列;\n2.入队;\n3.出队;\n4.显示队列的所有元素;\n5.队列长度:\n6.结束;\n");while(1){switch(menu_select()){case 1:printf("请输入队列元素(以0结束):\n");scanf("%d",&elem);while(elem!=0){EnQueue(Q,elem);scanf("%d",&elem);}printf("队列为：\n");Display(Q);fflush(stdin);break;case 2:scanf("%d",&elem);EnQueue(Q,elem);printf("队列为：\n");Display(Q);fflush(stdin);break;case 3:DeQueue(Q,elem);printf("队列为：\n");Display(Q);break;case 4:printf("\n队列的所有元素:\n");Display(Q);break;case 5:printf("%d\n",QueueLength(Q));break;case 6:return;}}}运行结果：实验二、数组㈠、实验内容：数组一般不做插入或删除操作，也就是说，一旦建立了数组，则结构中的数据元素个数和元素之间的关系就不再发生变动。

【数据结构】堆栈的基本操作堆栈的概念：是⼀组相同类型数据的集合，并且拥有后进先出的特点，所有的操作都在堆栈顶端进⾏。

堆栈的基本操作：Init 创建⼀个空堆栈Push 把数据压⼊堆栈顶端Pop 从堆栈顶弹出数据Top 从栈顶取数据Empty 判断堆栈是否为空堆栈，是则返回true,否则返回falseFull 判断栈是否为满，是则返回true,否则返回false⽤数组实现堆栈：1 typedef struct st_stack{2int size;3int *data;4int top;5 }T_Stack;67int StackInit( T_Stack *ptStack, int *data, int size)8 {9 ptStack->size = size;10 ptStack->data = data;11 ptStack->top = 0;1213return0;14 }1516int StackPush( T_Stack *ptStack, int data )17 {18if( ptStack->top == ptStack->size )19 {20return -1;21 }2223 ptStack->data[ptStack->top++] = data;2425return0;26 }2728int StackPop( T_Stack *ptStack, int *data )29 {30if( ptStack->top == 0 )31 {32return -1;33 }3435 *data = ptStack->data[--ptStack->top];3637return0;38 }3940int StackTop( T_Stack *ptStack, int *data )41 {42if( ptStack->top == 0 )43 {44return -1;45 }4647 *data = ptStack->data[ptStack->top - 1];4849return0;50 }5152int StackIsEmpty( T_Stack *ptStack )53 {54return ( ptStack->top == 0 );55 }5657int StackIsFull( T_Stack *ptStack )58 {59return ( ptStack->top == ptStack->size );60 }。

实用数据结构基础
第3章 栈
第 3 章 栈
知
识点
栈的定义和特点 栈的基本运算和算法 栈的典型应用
难
点
后缀表达式的算法 数制的换算 利用本章的基本知识设计相关的应用问题
要
求
掌握栈的特点 掌握栈的基本运算 熟悉栈的各种实际应用 能设计栈应用的典型算法 了解栈的运算时间复杂度分析
第3章 目录

2．顺序栈运算的基本算法 （1）置空栈 首先建立栈空间，然后初始化栈顶指针。 SeqStack *Snull( ) { SeqStack *s； s=new (SeqStack)；
// 在C语言中用s=malloc（sizeof（SeqStack）） ；
s->top= –1； return s； }
3-1 栈的定义与运算 3-2 栈的存储和实现 3-3 栈的应用举例 小 结 验证性实验3: 栈子系统 自主设计实验3：后缀表达式求值 单元练习3
3-1 栈的定义和运算
3-1-1 栈（Stack）的定义
1. 栈的定义 栈是限制在表尾进行插入和删除的线性表。 进栈 出栈
an …… a3 a2 a1
图3-1栈的 示意图
3-3.
3-3-1 数制转换
栈的应用举例
数值进位制的换算是计算机实现计算和处理的 基本问题。比如将十进制数N转换为j进制的数，其 解决的方法很多，其中一个常用的算法是除j取余法。 将十进制数每次除以j，所得的余数依次入栈，然后 按“后进先出”的次序出栈便得到转换的结果。 其算法原理是： N =（N / j）* j + N % j
由于栈的操作只能在栈顶进行的，所以用链表的头部做
栈顶是最合适的。链栈结构如图3-4所示。