数据结构实验报告-栈

一、实验目的

1.掌握栈的定义、特点、逻辑结构,理解栈的抽象数据类型。

2.熟练掌握顺序栈的结构类型定义、特点和基于顺序栈的基本运算的实现。

3.熟练掌握链栈的结构类型定义、特点和基于链栈的基本运算的实现。

4.理解递归算法执行过程中栈的状态变化过程,初步掌握递归的应用。

5.掌握栈的应用。

二、实验内容

1.编写一个算法判断给定的字符向量是否为回文。回文是指正读与反读均相同的字符序列,如" abba "和" abdba "均是回文,但" good "不是回文。

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdbool.h>

bool is_palindrome(char s[]) {

int i = 0;

int j = strlen(s) - 1;

while (i < j) {

if (s[i] != s[j]) {

return false;

}

i++;

j--;

}

return true;

}

int main() {

char str1[] = "abba";

char str2[] = "abdba";

char str3[] = "good";

printf("%s\n", is_palindrome(str1) ? "Palindrome" : "Not Palindrome");

printf("%s\n", is_palindrome(str2) ? "Palindrome" : "Not Palindrome");

printf("%s\n", is_palindrome(str3) ? "Palindrome" : "Not Palindrome");

return 0;

}

}

  1. 编写一个算法,利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转。

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 100

typedef struct {

int items[MAX_SIZE];

int top;

} Stack;

void push(Stack *stack, int item) {

stack->items[++stack->top] = item;

}

int pop(Stack *stack) {

return stack->items[stack->top--];

}

void reverse_stack(Stack *stack) {

Stack temp_stack;

temp_stack.top = -1;

while (stack->top != -1) {

push(&temp_stack, pop(stack));

}

*stack = temp_stack; // 将逆序后的栈赋值回原栈

}

int main() {

Stack stack;

stack.top = -1;

push(&stack, 1);

push(&stack, 2);

push(&stack, 3);

reverse_stack(&stack);

while (stack.top != -1) {

printf("%d\n", pop(&stack));

}

return 0;

}

  1. 设整数序列a1,a2,..., an ,给出求解其中最大值的递归算法。

#include <stdio.h>

int find_max_recursive(int arr[], int n) {

if (n == 1) {

return arr[0];

}

int max_rest = find_max_recursive(arr, n - 1);

return (arr[n - 1] > max_rest) ? arr[n - 1] : max_rest;

}

int main() {

int arr[] = {3, 7, 2, 8, 5};

int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

printf("Max Value: %d\n", find_max_recursive(arr, n));

return 0;

}

三、实验心得:

在本次实验中,我系统地学习了关于栈的知识,并获得了以下几方面的收获和心得体会:

首先,我深入理解了栈的定义、特点和逻辑结构,以及栈作为一种抽象数据类型的重要性。栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,其特点在于只能在栈顶进行插入和删除操作,这使得栈在很多算法和程序设计中具有重要应用价值。

其次,我熟练掌握了顺序栈和链栈两种结构类型的定义、特点以及基本操作的实现方法。顺序栈通过数组实现,操作简单高效;而链栈则利用链表结构实现,具有更大的灵活性。通过实践操作,我掌握了两种栈结构的操作方式,能够熟练地进行栈的基本操作。

进一步地,我理解了递归算法执行过程中栈的状态变化过程,以及递归在算法设计中的应用。递归算法的本质是将大问题划分为相同或类似的子问题,通过不断调用函数自身来解决问题。而栈在递归执行过程中扮演了关键的角色,记录了每一层递归的信息。

最后,我认识到栈在实际应用中的广泛性和重要性。栈在计算机科学中有着诸多应用,如表达式求值、函数调用和递归实现等。通过本次实验的学习,我不仅提升了对栈的理论认识,同时也增强了自己的算法设计能力和应用实践能力,在未来的学习和工作中能够更好地运用栈这一数据结构。

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