数据结构 Java实验4 栈和队列.doc

实验报告4 栈和队列 一、 实验目的： （1） 掌握栈的基本操作的实现方法。 （2） 利用栈先进后出的特点，解决一些实际问题。 （3） 掌握链式队列及循环队列的基本操作算法。 （4） 应用队列先进先出的特点，解决一些实际问题。 二、 实验内容： 1、 使用一个栈，将一个十进制转换成二进制。 粘贴源程序： package T41; public class T41<E>{ private static class Node<E>{ public E data; public Node next; public Node(E data,Node next) { this.data=data; this.next=next; } } protected Node<E> head; protected int size; public T41() { head=new Node<E>(null,null); size=0; } public boolean push(E element) { Node<E> node=new N 在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的一种方式，以便我们可以高效地访问和修改。栈和队列是两种基本的数据结构，它们在算法和程序设计中扮演着重要角色。栈遵循后进先出（LIFO）的原则，而队列则遵循先进先出（FIFO）的原则。在Java语言中，通过使用类和对象的概念，我们可以实现这两种数据结构，并将它们应用于解决各种实际问题。 在本实验报告中，我们将探讨如何在Java中实现栈和队列，以及如何将它们应用于具体的实例中。我们将通过两个具体的实验内容，来掌握栈和队列的基本操作，并利用它们的特点解决实际问题。 我们从栈的实验开始。栈是一种非常简单但功能强大的数据结构，它只允许在一端进行插入或删除操作，这一端被称为栈顶。栈的主要操作包括push（压栈），pop（弹栈）和top（查看栈顶元素）。在实现栈的过程中，我们通常会用到数组或链表来存储数据。数组实现的栈有一个固定的大小限制，而链表实现的栈则没有这样的限制，可以动态地增加或减少节点。 在实验中，我们首先设计了一个泛型类T41，用来表示栈的数据结构。这个类中包含了一个私有的静态嵌套类Node，用于表示栈中的每个元素，即节点。每个节点包含数据域和指向下一个节点的引用。T41类提供了push方法，用于将元素压入栈顶，以及pop和top方法，分别用于删除和查看栈顶元素。 接着，我们使用栈完成了一个十进制转二进制的实例。在这个实例中，我们通过不断将十进制数除以2的余数压入栈中，最终通过弹出栈中的元素得到原十进制数的二进制表示。这个过程充分体现了栈的后进先出的特性。 接下来，我们转向队列的实验内容。队列是一种先进先出的数据结构，它允许在一端添加新元素，在另一端删除元素。队列的主要操作包括enqueue（入队）和dequeue（出队），以及front（查看队头元素）。与栈类似，队列也可以使用数组或链表来实现。循环队列是一种常见的队列实现方式，它通过使用循环数组来避免队列在填满时需要扩容的问题，从而提高操作的效率。 在实验中，我们通过实现队列来判断一个字符串是否为回文。回文是指正读和反读都相同的字符串。我们利用队列先进先出的特性，将字符串的一半字符入队，然后依次与另一半字符进行比较。如果所有字符都能匹配，则字符串是回文。这个实验的实现，让我们深入理解了队列的操作原理及其在字符串处理中的应用。 通过这两个实验，我们不仅学会了如何用Java实现栈和队列这两种重要的数据结构，而且还掌握了如何将它们应用于解决实际问题。栈和队列的应用非常广泛，它们在计算机科学的各个领域中都扮演着重要的角色。例如，栈在处理表达式求值、递归调用和深度优先搜索等算法中是不可或缺的；而队列则广泛应用于任务调度、事件处理、广度优先搜索等场景。通过本实验的学习，我们为将来解决更复杂的计算机科学问题打下了坚实的基础。