栈的操作实验（数据结构）

Posted 2023-02-23 木头科技㉿

数据结构中栈的操作实验

一、实验目的

1．掌握栈的存储结构的表示和实现方法。
2．掌握栈的入栈和出栈等基本操作算法实现。
3．了解栈在解决实际问题中的简单应用。

二、实验内容

1．建立顺序栈，并在顺序栈上实现入栈和出栈操作（验证性内容）。
2．建立链栈，并在链栈上实现入栈和出栈操作（设计性内容）。
3．实现“回文检测”求解问题（应用性设计内容）。

三、实验的软硬件环境要求

硬件环境要求： PC机（单机）
使用的软件名称、版本号以及模块： Windows环境下的TurboC2.0以上或VC++等。

四、知识准备

前期要求熟练掌握了C语言的编程规则、方法和顺序栈、链栈的基本操作算法。

五、验证性实验

1．实验要求

编程实现如下功能：

（1）根据输入的栈中元素个数n和各元素值建立一个顺序栈，并输出栈中各元素值。
（2）将数据元素e入栈，并输出入栈后的顺序栈中各元素值。
（3）将顺序栈中的栈顶元素出栈，并输出出栈元素的值和出栈后顺序栈中各元素值。

2. 实验相关原理：

栈是一种插入和删除操作都限制在表的一端进行的特殊线性表，它的操作具有“先进后出”的特性。采用顺序存储结构的栈称为顺序栈。栈的存储结构描述如下：

#define MAXSIZE 100; /*顺序栈的最大长度*/
typedef struct 
  Selemtype base[MAXSIZE];  /*存储栈中数据元素的数组*/
    int top;   /*top为栈顶指针，它指示栈顶元素的存储空间的下一个存储单元*/
 Sqstack;

【核心算法提示】

1．顺序栈入栈操作的基本步骤：首先判断顺序栈是否为满，如果满，则函数返回ERROR，否则将待入栈的数据元素存放在top所指示的存储单元中，再使top后移一个存储单元位置，即将top值加1，最后函数返回OK。
2． 顺序栈出栈操作的基本步骤：首先判断顺序栈是否为空，如果空，则函数返回ERROR，否则将栈顶指针前移一个存储单元位置，即将top值减1,再将top所指示的栈顶元素用e返回其值，并使函数返回OK。

【核心算法描述】

status Push(Sqstack &S,Selemtype e)
/*将数据元素e压入到顺序栈S中，使其成为新的栈项元素*/
   if (S.top >=MAXSIZE)  /*如果栈满，则函数返回ERROR*/
        return ERROR;
    S.base[S.top++]=e;/*将新元素e存放在top所指示的存储单元中,并使top值加1*/
    return OK;
  
status Pop(Sqstack &S,Selemtype &e)
/*将顺序栈S中的栈顶元素从栈中删除，并用e返回其值*/
   if (S.top==0)    /*如果栈空，则函数返回ERROR*/
       Return ERROR;
    e=S.base[--S.top];/*将top值减1,并用e保存top所指示的栈顶元素值*/
    return OK;
  

3．源程序代码参考

#define MAXSIZE 100
typedef struct
    int base[MAXSIZE];
     int top;    /*top指示存储栈顶元素的下一存储单元*/
  Sqstack;   /*顺序栈的类型定义*/
Sqstack Push(Sqstack S,int e)  /*顺序栈的入栈操作函数*/
   if (S.top>=MAXSIZE)
        printf("Stack is Overflow\\n");
else 
 S.base[S.top++]=e;/*将新元素e存放在top所指示的存储单元中,并使top值加1*/
    return S;
  
Sqstack Pop(Sqstack S,int *e) /*顺序栈的出栈操作函数*/
   if (S.top==0)
       printf("Stack is Empty\\n");
else 
 e=S.base[--S.top];/*将top值减1,并用e保存top所指示的栈顶元素值*/
    return S;
  
void Stack_display(Sqstack S) /*顺序栈的输出函数*/
   int i;
    for(i=0; i<S.top;i++)   /*依次输出栈中各元素的值，栈顶元素在表的尾部*/
      printf("%4d", S.base[i]);    
    printf("\\n");
  
main()
   Sqstack S;
    int i,j,n,x,e;
    printf("please input the length:");/*请求输入顺序栈中元素个数*/
    scanf("%d",&n);
    printf("please input the Value:\\n  ");/*请求输入顺序栈中各个元素值*/
    for(i=0;i<n;i++)
       scanf("%d",&S.base[i]);
    S.top=n;
    printf("the stack is:\\n");
    Stack_display(S);
    printf("please input the insert node:");/*请求输入需要入栈的新元素*/
    scanf("%d",&x);
    S=Push(S,x);
    printf("the stack after push is:\\n");/*提示输出入栈后栈中各个元素值*/
    Stack_display(S);   /*调用顺序栈的输出函数*/
    S=Pop(S,&e);
    printf("the pop value is:%d\\n",e);  /*输出出栈元素的值*/
    printf("the stack after pop is:\\n");/*提示输出出栈后栈中各个元素值*/
    Stack_display(S);   /*调用顺序栈的输出函数*/
  

4．运行结果参考如图3-1所示：