实验-3.docx

实验三主要围绕栈和队列的数据结构展开，旨在让学生通过编程实践掌握这两种基本的数据结构及其特性。栈是一种具有“后进先出”（LIFO）特性的数据结构，而队列则是遵循“先进先出”（FIFO）原则。在这个实验中，我们将使用C语言在Windows操作系统环境下进行实现。 首先，实验提供了两个结构体定义，分别是`Stack`和`Queue`，用于表示顺序栈和循环队列。`Stack`结构体包含三个成员：`Data`是一个指向整型数组的指针，用于存储栈中的元素；`Top`记录栈顶的位置，初始化为-1表示空栈；`MaxSize`表示栈的最大容量。同样，`Queue`结构体包含`Data`、`Front`、`Rear`、`Size`和`MaxSize`五个成员，分别表示队列的存储空间、队头、队尾、当前元素个数和最大容量。 实验内容包括三个部分： 1. **括号匹配**：这是一个常见的栈的应用，用于检查代码中的括号是否正确配对。程序需要逐个读取输入字符串中的字符，遇到左括号时将其压入栈中，遇到右括号时检查栈顶的左括号是否与其匹配，若不匹配或栈为空，则表示括号匹配错误。字符串读完后，如果栈中还有元素，也说明匹配错误。 2. **后缀表达式计算**：后缀表达式（也称逆波兰表达式）是另一种表示算术表达式的方式，其中操作符位于操作数之后。程序需读取这样的表达式，依次处理每个元素，遇到数字时将其压入栈中，遇到操作符时弹出栈顶的两个操作数进行运算，并将结果压回栈。最后栈中只剩下一个元素，即为表达式的计算结果。如果表达式不正确，应给出错误提示。 3. **循环队列操作**：这个部分要求实现一个循环队列，包括入队、出队和查看队列状态的功能。入队是指将元素添加到队尾，出队是从队头移除元素。循环队列在队列满时可以继续插入元素，通过队列首尾连接形成循环。实验中需要在队列中存入一些数据，然后进行出队操作，最后输出队列中剩余的元素以及队头和队尾的下标，验证其正确性。 在实现这些功能时，需要注意以下几点： - 栈的操作包括`push`（压栈）和`pop`（弹栈），以及检查栈是否为空（`isEmpty`）和判断栈是否已满（`isFull`）。 - 队列的操作包括`enqueue`（入队）和`dequeue`（出队），同样需要检查队列是否为空和已满。 - 对于括号匹配，要处理不同类型的括号（{, }, [ and ]）并确保它们成对出现。 - 后缀表达式计算需要考虑操作符的优先级，可以使用栈来辅助处理。 - 循环队列的管理要注意当`Front`和`Rear`相等时，它们分别代表空队列和队列满的状态，需要进行适当的调整。 通过这个实验，学生将能深入理解栈和队列的基本操作和特性，同时锻炼了逻辑思维和编程能力。