一、實驗目的
1、掌握棧的結構特性及其入棧，出棧操作；
2、掌握佇列的結構特性及其入隊、出隊的操作，掌握迴圈佇列的特點及其操作。

二、實驗預習
說明以下概念
1、順序棧：棧的順序儲存結構。

2、鏈棧：棧的鏈式儲存結構。

3、迴圈佇列：首尾相連的順序佇列。

4、鏈隊：佇列的鏈式儲存結構。

三、實驗內容和要求
1、閱讀下面程式，將函式Push和函式Pop補充完整。要求輸入元素序列1 2 3 4 5 e，執行結果如下所示。

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define ERROR 0
#define OK 1
#define STACK_INT_SIZE 10  /*儲存空間初始分配量*/
#define STACKINCREMENT 5  /*儲存空間分配增量*/
typedef  int ElemType; /*定義元素的型別*/
typedef struct{
    ElemType *base;
    ElemType *top;
    int stacksize;     /*當前已分配的儲存空間*/
}SqStack;

int InitStack(SqStack *S);   /*構造空棧*/
int push(SqStack *S,ElemType e); /*入棧*/
int Pop(SqStack *S,ElemType *e);  /*出棧*/
int CreateStack(SqStack *S);     /*建立棧*/
void PrintStack(SqStack *S);   /*出棧並輸出棧中元素*/

int InitStack(SqStack *S){
    S->base=(ElemType *)malloc(STACK_INT_SIZE *sizeof(ElemType));
    if(!S->base) return ERROR;
    S->top=S->base;
    S->stacksize=STACK_INT_SIZE;
    return OK;
}/*InitStack*/

int Push(SqStack *S, ElemType e){
if(S->top-S->base>=S->stacksize)
{
  S->base=(ElemType*)realloc(S->base, (S->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof (ElemType));
       if(!S->base) return ERROR;
       S->top=S- ->base+S· ->stacksize;
       S->stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S->top++=e;
return OK;
}/*Push*/

int Pop(SqStack *S,ElemType *e){
   if(S->top=S->base)return ERROR;
   e=--S->top;
   return OK;
}/*Pop*/


int CreateStack(SqStack *S){
    int e;
    if(InitStack(S))
        printf("Init Success!\n");
    else{
        printf("Init Fail!\n");
        return ERROR;
    }
    printf("input data:(Terminated by inputing a character)\n");
    while(scanf("%d",&e))
        Push(S,e);
    return OK;
}/*CreateStack*/

void PrintStack(SqStack *S){
    ElemType e;
    while(Pop(S,&e))
        printf("%3d",e);
}/*Pop_and_Print*/

int main(){
    SqStack ss;
    printf("\n1-createStack\n");
    CreateStack(&ss);
    printf("\n2-Pop&Print\n");
    PrintStack(&ss);
    return 0;
}  
 

演算法分析：輸入元素序列1 2 3 4 5，為什麼輸出序列為5 4 3 2 1？體現了棧的什麼特性？
按照先進後出的原則儲存資料，先進入的資料被壓入棧底，最後的資料在棧頂，需要讀資料的時候從棧頂開始彈出資料（最後一個數據被第一個讀出來）。
體現了先進後出，元素逆序輸出。

2、在第1題的程式中，編寫一個十進位制轉換為二進位制的數制轉換演算法函式（要求利用棧來實現），並驗證其正確性。

實現程式碼

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define ERROR 0
#define OK 1
#define STACK_INIT_SIZE 10
#define STACKINCREMENT 5
typedef int SElemType;
typedef struct
{
    SElemType *base;
    SElemType *top;
    int stacksize;
}SqStack;
int InitStack(SqStack &S);
int CreateStack(SqStack *S);
int GetTop(SqStack S,SElemType &e);
int Push(SqStack &S, SElemType e);
int Pop(SqStack &S, SElemType &e);
void conversion();
void main()
{
    int e;
    SqStack S;
    CreateStack(S);
    GetTop( S, e);
    Push( S, e);
    conversion();
}
int InitStack(SqStack &S)
{
   S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
   if(!S.base)return ERROR;
   S.top=S.base;
   S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
}
int CreateStack(SqStack &S)
{
    int e
    if(InitStack(S))
         printf("Init Success!\n");
    else{
         printf("Init Fail!\n");
         return ERROR;
    }
    printf("input data:(Terminated by inputing a character)\n");
    while(scanf("%d", &e))
         Push(S, e);
return OK;
}
int GetTop(SqStack S,SElemType &e)
{
    if(S.top==S.base)  return ERROR;
    e=*(S.top-1);
    return OK;
}
int Push(SqStack &S,SElemType e)
{
    if(S.top-S.base>=S.stacksize)
    {
     S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof (SElemType));
        if(!S.base)return ERROR;
        S.top=S.base+S.stacksize;
        S.stacksize+=STACKINCREMENT;
     }
}
int Pop(SqStack &S,SElemType &e)
{
    if(S.top==S.base)return ERROR;
    e=*--S.top;
    return 0K;
}
void conversion()
{
    int n,e;
    SqStack S;
    printf("input data:\n");
    scanf("%d",n);
    while(n)
    {
        Push(S,n);
        n=n/2;
     }
        Pop(S,e);
        printf("%d",e);
}
 

驗證

3、閱讀並執行程式，並分析程式功能。

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<string.h>
#define M 20
#define  elemtype  char
typedef struct
{
    elemtype stack[M];
    int top;
}
stacknode;
void init(stacknode *st);
void push(stacknode *st,elemtype x);
void pop(stacknode *st);

void init(stacknode *st)
{
    st->top=0;
}

void push(stacknode *st,elemtype x)
{
    if(st->top==M)
        printf("the stack is overflow!\n");
    else
    {
        st->top=st->top+1;
        st->stack[st->top]=x;
    }
}

void pop(stacknode *st)
{
if(st->top>0)  st->top--;
    else  printf(“Stack is Empty!\n”);
}

int main()
{
    char s[M];
    int i;
    stacknode *sp;
    printf("create a empty stack!\n");
    sp=malloc(sizeof(stacknode));
    init(sp);
    printf("input a expression:\n");
    gets(s);
    for(i=0;i<strlen(s);i++)
    {
        if(s[i]=='(')
            push(sp,s[i]);
        if(s[i]==')')
            pop(sp);
    }
    if(sp->top==0)
        printf("'('match')'!\n");
    else
        printf("'('not match')'!\n");
    return 0;
}

輸入：2+((c-d)6-(f-7)a)/6
執行結果：

輸入：a-((c-d)*6-(s/3-x)/2
執行結果：

程式的基本功能：
判斷所輸入多項式的左右括號是否配對。

四、實驗小結
學習棧的結構特性及其入棧，出棧操作；掌握佇列的結構特性及其入隊、出隊的操作，練習迴圈佇列的特點及其操作。