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实验涉及数据结构的探索,重点在于堆栈和队列的应用。

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简介:
实验五 堆栈和队列的应用一、实验目标在于熟练掌握堆栈和队列的操作原理与应用。二、实验内容1、实现对数学表达式的计算功能。具体而言,程序需能够接收数学表达式作为输入,并准确地输出该表达式的计算结果。所涉及的数学表达式应由单个数字以及加号“+”、“减号”、“乘号”、“除号”、“左括号” ( 和右括号 ) 符号组成,例如:2 + 3 * ( 4 + 5 ) – 6 / 4。程序应假设表达式的输入格式是有效的。*2、设计一个程序,以一个 m*n 的长方形矩阵来模拟迷宫环境,其中0和1分别代表迷宫中通往路径和障碍物。该程序应具备能力,能够针对任意输入的迷宫数据,找到一条从入口到出口的有效路径,或者在无法找到路径的情况下给出相应的结论。迷宫的数据将通过一个包含0和1值的矩阵文件进行定义和建立。迷宫中的通路可以通过记录各点的坐标序列来进行可视化展示(建议采用图形化方式呈现)。

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    本实验通过实现堆栈和队列的基本操作及应用场景,帮助学生理解并掌握线性数据结构的特点及其在实际问题中的应用。 实验五:堆栈和队列的应用 一、实验目的: 掌握堆栈和队列的使用。 二、实验内容: 1. 计算数学表达式的值。 输入一个由单个数字和运算符“+”、“-”、“*”、“/”以及括号“( )”构成的合法数学表达式,输出该表达式的计算结果。例如:2 + 3 * (4 + 5) – 6 / 4。 2. 设计程序解决迷宫问题。 使用一个m*n大小的矩阵来表示迷宫,其中0和1分别代表通路与障碍物。编写程序以求解任意给定迷宫中从入口到出口的一条路径(若存在)或确定没有可行路线的情况。该程序应能根据包含0、1元素的数据文件建立相应的迷宫模型,并展示出通过的坐标序列作为解决方案,理想情况下可以使用图形界面进行直观显示。
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    本实验旨在通过实现和应用队列这一抽象数据类型,深入理解其在解决实际问题中的作用与优势,探索队列的各种应用场景。 实验目的:掌握队列的定义、特点及其基本操作,并能够根据实际情况选择合适的存储结构来解决实际问题。 实验内容: 1. 利用循环队列模拟舞伴配对的问题。 2. 在一个舞会上,男女分别排成一队。当舞会开始时,依次从男队和女队的前端各出一人进行配对。如果两支队伍的人数不相等,则人数较多的那一方未完成配对者需等待下一轮再参与。 3. 设定初始条件下男性与女性的数量及性别是固定的,并且通过键盘输入舞会需要进行的轮次。 4. 模拟上述情况下的舞伴匹配问题,输出每一轮中成功的配对名单。如果在某一轮有未完成配对的情况,则显示下一次参与的人的名字。 本实验旨在利用循环队列解决实际生活中的排队和资源分配等问题,并通过具体实例加深理解数据结构的应用价值。
  • 线性表、
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    本实验通过实践探索线性表、栈和队列的基本概念与操作,旨在加深理解数据结构原理及其应用。参与者将学习到如何实现及优化这些基础数据结构,并解决实际问题。 1. 创建一个顺序表并存放在数组A[N]中,其中元素类型为整型。设计算法调整该数组A,使得左边的所有元素小于0而右边的元素大于0(确保此操作的时间复杂度与空间复杂度均为O(n))。 2. 构建一个循环单链表,每个节点包含prior、data和next三个属性:其中数据域(data)用于存储有效信息;指针域(next)指向下一个结点。编写算法将该列表转换为循环双链表(即增加前驱指针(prior),初始值设为空(NULL))。 3. 设计一种方法,能够把普通算术表达式转化为逆波兰表达式,并进一步计算出逆波兰表达式的数值结果。
  • 教程1.zip
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    本资料为《堆栈与队列数据结构教程》,内含详细讲解和示例代码,帮助初学者掌握这两种重要的线性数据结构及其应用。 数据结构是计算机科学中的核心概念之一,它涉及到如何有效地组织和管理数据以实现高效存储、检索及处理的目的。在这份教程里,我们将深入探讨两种基础且重要的数据结构——堆栈(Stack)与队列(Queue),它们在算法设计、操作系统、编译原理以及数据库管理等领域有着广泛的应用。 ### 堆栈(Stack) 堆栈是一种遵循后进先出原则的数据结构,即最后放入的元素最先被移除。可以想象成生活中叠放盘子的情形:最上面的那个会第一个被取下。在编程中,这种数据结构常用于实现递归调用、表达式求值和函数调用记录等功能。 **基本操作包括:** 1. **压栈(Push)**: 将元素添加到堆栈顶部。 2. **弹栈(Pop)**: 移除并返回堆栈顶部的元素。 3. **查看顶部元素(Peek或Top)**: 在不移除的情况下查看最上层的元素。 4. **检查是否为空(IsEmpty)**: 判断当前堆栈是否有任何元素。 ### 队列(Queue) 队列是一种遵循先进先出原则的数据结构,即最先加入的元素会首先被处理。这种特性类似于银行排队系统:最早到达的人优先服务。在多任务调度、内存管理及网络数据包处理等场景中,队列发挥着重要作用。 **基本操作包括:** 1. **入队(Enqueue)**: 在队尾添加新的元素。 2. **出队(Dequeue)**: 移除并返回队首的元素。 3. **查看头部元素(Front或Head)**: 不移除的情况下查看最前面的元素。 4. **查看尾部元素(Rear或Tail)**: 同样不移除,而是检查最后面的那个元素。 5. **判断是否为空(IsEmpty)**: 判断当前队列是否有任何未处理的任务。 ### 堆栈和队列的实现 堆栈与队列可以通过数组、链表或者双端队列来构建。使用数组虽然简单直接,但可能会遇到容量限制的问题;而采用链表则可以提供更好的动态扩展性,尽管访问速度稍慢一些;至于双端队列,则可以在两端高效地进行插入和删除操作,非常适合用来实现高效的堆栈与队列。 ### 应用场景 - **递归**: 每次函数调用都会在当前的堆栈中创建一个新的记录,并且直到满足基线条件才会逐层返回。 - **表达式求值**: 利用逆波兰表示法,通过使用堆栈来计算数学表达式的值。 - **网页浏览历史**: 浏览器中的“后退”功能就是利用了堆栈的特性来保存用户访问过的页面记录。 - **打印任务管理**: 打印机的任务队列会根据任务到达的时间顺序进行处理。 - **操作系统调度**: 在多任务环境里,进程和线程通常通过维护一个等待执行的任务列表(即队列)来进行有效调度。 通过对堆栈与队列的学习理解,你将能够更好地设计并实现高效的算法来解决实际问题。在后续的课程内容中,还将有机会深入实践这些基础数据结构的应用技巧。
  • 详尽报告
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    本报告详细探讨了数据结构中的栈和队列,通过多个实验案例深入分析其特性和应用,旨在帮助读者全面理解这两种重要数据类型。 实验三 栈和队列 3.1 实验目的: (1)熟悉栈的特点(先进后出),并掌握入栈、出栈等基本操作的实现方法。包括在顺序存储结构和链式存储结构上的具体实施方式。 (2)了解队列的基本特点(先进先出),学习如何进行入队、出队等相关操作,并且能够将这些操作分别应用到顺序存储结构及链式存储结构中。 3.2 实验要求: (1)回顾课本中的栈和队列相关理论知识; (2)使用C语言编写算法程序,完成调试并通过测试。 (3)撰写实验报告。其中应包括但不限于:设计思路或流程图、源代码实现细节、时间复杂度与空间复杂度分析及优化建议等;同时提供输入数据示例及其对应的运行结果展示。(如果适用的话,请给出多种不同的输入情况下的输出实例)。
  • 报告之(第二部分)
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    本实验报告深入探讨了数据结构中栈和队列的应用,通过具体实例分析其在解决实际问题中的作用,并进行了相关的算法实现与性能测试。 数据结构实验报告《二、栈和队列的运用》 本部分主要讨论了如何在实际编程问题解决过程中应用栈和队列这两种基本的数据结构。通过具体的实例演示,详细介绍了它们的工作原理以及各自的特性优势,并探讨了其适用场景。 首先针对栈的特点进行了深入分析:后进先出(LIFO)的原则使得它非常适合用于函数调用、表达式求值等应用场景中;随后对实现方式给出了具体指导,包括但不限于数组和链表这两种常用的方法。同时强调在设计算法时需要注意的一些细节问题以确保程序的正确性和效率。 接下来转向队列部分,重点介绍了先进先出(FIFO)的工作机制,并列举了其广泛的应用领域如任务调度、打印作业管理等;同样地提供了如何使用循环数组或双向链表来构建高效可靠的队列结构的具体方案。此外还特别关注了一些优化技巧以提高性能表现。 最后总结了栈与队列之间的区别联系以及它们在解决复杂问题时所扮演的角色,为后续更深层次的研究奠定了坚实的基础。
  • C++现共享、链、循环
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    本课程通过C++语言实践,教授如何设计并实现共享栈、链栈及循环队列与链队列等经典数据结构,强化编程技能。 根据栈和队列的抽象数据类型定义,按要求实现以下内容: 1. 实现一个共享栈。 2. 实现一个链栈。 3. 实现一个循环队列。 4. 实现一个链队列。
  • 源码.zip
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    本资源包含栈和队列两种数据结构的C++实现代码及其典型应用场景示例,适合学习数据结构原理和算法实践。 某单位停车场共有10个车位,是一个一端封闭的狭长通道,车辆只能由左向右依次停放,最右端有一个大门供车辆出入。当车位未满时,车辆可以进入并停在最后一辆车后面;若车位已满,则需在外排队等待,最多允许5辆汽车排队等候。停车场内有车离开时,后续的停车车辆需要退出让路,并按原次序重新停放;此时门外第一辆车可驶入停车场,其余排队中的车辆向前移动一个位置。 每辆车都应记录其编号、车牌号以及在停车场或等待队列的位置信息。程序设计中需使用栈来模拟停车场的操作流程,用队列表示正在外等候的汽车序列。具体实现功能包括:车辆进入和离开停车场操作、通过车牌号码查询指定车辆所在的具体位置等,并展示当前所有停放及排队中的车辆详细情况。