实验三 栈和队列的操作

时间：2025-03-14 08:59:58

1．实验性质：验证性实验

2．要求：

（1）编程实现栈的以下基本操作：建栈，取栈顶元素，入栈，出栈。

（2）编程实现队列的以下基本操作：建队列，取队头元素，入队，出队。

3．目的：

（1）掌握栈的顺序存储结构、链式存储结构及其基本操作；

（2）掌握队列的顺序存储结构、链式存储结构及其基本操作。

实验步骤

  1. 编写一个提示信息输入的函数，在main函数中调用提示信息。
  2. 定义顺序栈存储结构和循环队列结构。
  3. 初始化栈和队列。
  4. 根据所需操作编写相应的函数。
  5. 将对栈操作和对队列操作分别写在一个函数中，通过该函数调用实现。
  6. Main函数中通过提示信息提示操作，通过函数调用实现对栈或队列的操作。
  7. 进行调试修改，让代码实现更接近自己想要的结果。

实验记录

定义栈结构，并进行初始化

#include <iostream>
#define MAXSIZE 100
using namespace std;

//-----顺序栈的存储结构-----
typedef int SElemType;
typedef struct
{
    SElemType *base;     //栈底指针
    SElemType *top;      //栈顶指针
    int stacksize;       //栈可用最大容量
}SqStack;
typedef int Status;
Status InitStack(SqStack &S) //初始化栈
{
    =new SElemType[MAXSIZE];
    if(!)
    {
        cout << "存储分配失败";
    }
    =;
    =MAXSIZE;
    return 0;
}

1.入栈

Status Push(SqStack &S,SElemType e)  //入栈
{
    if(==)
    {
        cout << "栈满，无法入栈" << endl;
    }
    else
    {
        *++=e;
    }
    return 0;
}

2.出栈

Status Pop(SqStack &S,SElemType e)   //出栈
{
    if(==)
    {
        cout << "栈空，无法出栈" <<endl;
    }
    else
    {
        e=*--;
        cout << "出栈的元素是:" << e << endl;
    }
    return 0;
}

3.取栈顶元素

SElemType GetTop(SqStack S)  //取栈顶元素
{
    if(!=)
        cout << "栈顶元素是："<<*(-1);
    else
    {
        cout << "栈空，没有栈顶元素";
    }
    cout << endl;
}

4.显示和提示信息

void Display_List(SqStack S)                 //显示
{
    while(!=)
     {
         cout <<*(-1) << " ";
         --;
     }
    cout << endl;
}

void Show_help()        //显示提示信息
{
    cout << "1----栈" << endl;
    cout << "2----队列" << endl;
    cout << "    退出程序，输入一个负数" << endl;
}

5.编写对栈进行操作的显示信息

void Show_help1()       //对栈进行操作
{
    int n;
    SqStack S;
    InitStack(S);
    SElemType e;
    cout << "1----入栈" << endl;
    cout << "2----出栈" << endl;
    cout << "3----取栈顶元素" << endl;
    cout << "4----显示栈" << endl;
    cout << "    退出对栈的操作，输入一个负数" << endl;
    while(1)
    {
        cout << "请输入操作代码：";
        cin >> n;
        if(n==1)
        {
            cout << "请输入要入栈的元素：";
            cin >> e;
            Push(S,e);
        }
        else if(n==2)
        {
            Pop(S,e);
        }
        else if(n==3)
        {
            GetTop(S);
        }
        else if(n==4)
        {
            cout << "栈的元素有：";
            Display_List(S);
        }
        else if(n<0)
        {
            Show_help();
            break;
        }
        else
        {
            cout << "输入有误，请重新输入"<< endl;
        }
    }
}

定义队列结构，并进行初始化

//-----循环队列存储结构
typedef int QElemType;
typedef struct
{
    QElemType *base;
    int front;
    int rear;
}SqQueue;
typedef int Status2;

Status2 InitQueue(SqQueue &Q)  //初始化队列
{
    =new QElemType[MAXSIZE];
    if(!) cout << "存储分配失败";
    ==0;
    return 0;
}

1.入队

Status2 EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e) //入队
{
    if((+1)%MAXSIZE==)
    {
        cout << "队满，无法入队" << endl;
    }
    else
    {
        []=e;
        =(+1)%MAXSIZE;
    }
    return 0;
}

2.出队

Status2 DeQueue(SqQueue &Q,QElemType e)   //出队
{
    if(==)
    {
        cout << "队空，无法出队";
    }
    else
    {
        e=[];
        =(+1)%MAXSIZE;
        cout << "出队的元素是：" << e;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

3.取对头元素

QElemType GetHead(SqQueue Q)    //取队头元素
{
    if(!=)
        cout << "队头元素是：" << [];
    else
        cout << "队空，没有队头元素";
    cout << endl;
}

4.显示提示信息

void Display_List2(SqQueue Q)                 //显示
{
    while(!=)
     {
         cout <<[] << " ";
         =(+1)%MAXSIZE;
     }
    cout << endl;
}

对栈进行操作的提示信息根据和主函数调用信息可根据需要自行编写，主要的代码就是以上部分，其余部分的代码都是辅助性代码。

问题讨论

因对栈和队列的操作是分开进行的，在完成对栈操作后返回main函数中的提示信息时没有正确调用函数从而导致出错。

对栈进行操作时，出栈是指针先-1，再出栈；显示栈元素时是先显示元素，指针再-1；而对队列进行操作时都是先显示元素指针再变动。（不同的定义结构逻辑不太一样，需根据自己定义的结构体进行编写）

刚开始的代码没有考虑到栈空和队空的情况，所以导致出现错误。

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