第三章 栈与队列

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3.15

typedef struct{

Elemtype *base[2]; Elemtype *top[2];

}BDStacktype; //双向栈类型

Status Init_Stack(BDStacktype &tws,int m)//初始化一个大小为m的双向栈tws {

tws.base[0]=(Elemtype*)malloc(sizeof(Elemtype)); tws.base[1]=tws.base[0]+m; tws.top[0]=tws.base[0]; tws.top[1]=tws.base[1]; return OK; }//Init_Stack

Status push(BDStacktype &tws,int i,Elemtype x)//x入栈,i=0表示低端栈,i=1表示高端栈 {

if(tws.top[0]>tws.top[1]) return OVERFLOW; //注意此时的栈满条件 if(i==0) *tws.top[0]++=x; else if(i==1) *tws.top[1]--=x; else return ERROR; return OK; }//push

Status pop(BDStacktype &tws,int i,Elemtype &x)//x出栈,i=0表示低端栈,i=1表示高端栈 {

if(i==0) {

if(tws.top[0]==tws.base[0]) return OVERFLOW; x=*--tws.top[0]; }

else if(i==1) {

if(tws.top[1]==tws.base[1]) return OVERFLOW; x=*++tws.top[1]; }

else return ERROR;

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www.ppt99.com return OK; }//pop 3.16

void Train_arrange(char *train)//这里用字符串train表示火车,'H'表示硬席,'S'表示软席 {

p=train;q=train; InitStack(s); while(*p) {

if(*p=='H') push(s,*p); //把'H'存入栈中 else *(q++)=*p; //把'S'调到前部 p++; }

while(!StackEmpty(s)) {

pop(s,c);

*(q++)=c; //把'H'接在后部 }

}//Train_arrange 3.17

int IsReverse()//判断输入的字符串中'&'前和'&'后部分是否为逆串,是则返回1,否则返回0 {

InitStack(s);

while((e=getchar())!='&') push(s,e); while((e=getchar())!='@') {

if(StackEmpty(s)) return 0; pop(s,c);

if(e!=c) return 0; }

if(!StackEmpty(s)) return 0; return 1; }//IsReverse 3.18

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www.ppt99.com Status Bracket_Test(char *str)//判别表达式中小括号是否匹配 {

count=0;

for(p=str;*p;p++) {

if(*p=='(') count++; else if(*p==')') count--;

if (count<0) return ERROR; }

if(count) return ERROR; //注意括号不匹配的两种情况 return OK;

}//Bracket_Test 3.19

Status AllBrackets_Test(char *str)//判别表达式中三种括号是否匹配 {

InitStack(s);

for(p=str;*p;p++) {

if(*p=='('||*p=='['||*p=='{') push(s,*p); else if(*p==')'||*p==']'||*p=='}') {

if(StackEmpty(s)) return ERROR; pop(s,c);

if(*p==')'&&c!='(') return ERROR; if(*p==']'&&c!='[') return ERROR; if(*p=='}'&&c!='{') return ERROR; //必须与当前栈顶括号匹配 } }//for

if(!StackEmpty(s)) return ERROR; return OK; }//AllBrackets_Test 3.20

typedef struct {

. int x; int y; } coordinate;

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www.ppt99.com void Repaint_Color(int g[m][n],int i,int j,int color)//把点(i,j)相邻区域的颜色置换为color {

old=g[i][j]; InitQueue(Q); EnQueue(Q,{I,j});

while(!QueueEmpty(Q)) {

DeQueue(Q,a); x=a.x;y=a.y; if(x>1)

if(g[x-1][y]==old) {

g[x-1][y]=color;

EnQueue(Q,{x-1,y}); //修改左邻点的颜色 } if(y>1)

if(g[x][y-1]==old) {

g[x][y-1]=color;

EnQueue(Q,{x,y-1}); //修改上邻点的颜色 }

if(x

if(g[x+1][y]==old) {

g[x+1][y]=color;

EnQueue(Q,{x+1,y}); //修改右邻点的颜色 } if(y

if(g[x][y+1]==old) {

g[x][y+1]=color; EnQueue(Q,{x,y+1}); //修改下邻点的颜色 } }//while

}//Repaint_Color

分析:本算法采用了类似于图的广度优先遍历的思想,用两个队列保存相邻同色点的横坐标和纵坐标.递归形式的算法该怎么写呢? 3.21

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www.ppt99.com void NiBoLan(char *str,char *new)//把中缀表达式str转换成逆波兰式new {

p=str;q=new; //为方便起见,设str的两端都加上了优先级最低的特殊符号 InitStack(s); //s为运算符栈 while(*p) {

if(*p是字母)) *q++=*p; //直接输出 else {

c=gettop(s);

if(*p优先级比c高) push(s,*p); else {

while(gettop(s)优先级不比*p低) {

pop(s,c);*(q++)=c; }//while

push(s,*p); //运算符在栈内遵循越往栈顶优先级越高的原则 }//else }//else p++; }//while

}//NiBoLan //参见编译原理教材 3.22

int GetValue_NiBoLan(char *str)//对逆波兰式求值 {

p=str;InitStack(s); //s为操作数栈 while(*p) {

if(*p是数) push(s,*p); else {

pop(s,a);pop(s,b);

r=compute(b,*p,a); //假设compute为执行双目运算的过程 push(s,r); }//else p++; }//while

pop(s,r);return r;

}//GetValue_NiBoLan

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www.ppt99.com3.23 Status NiBoLan_to_BoLan(char *str,stringtype &new)//把逆波兰表达式str转换为波兰式new {

p=str;Initstack(s); //s的元素为stringtype类型 while(*p) {

if(*p为字母) push(s,*p); else {

if(StackEmpty(s)) return ERROR; pop(s,a);

if(StackEmpty(s)) return ERROR; pop(s,b);

c=link(link(*p,b),a); push(s,c); }//else p++; }//while pop(s,new);

if(!StackEmpty(s)) return ERROR; return OK;

}//NiBoLan_to_BoLan

分析:基本思想见书后注释.本题中暂不考虑串的具体操作的实现,而将其看作一种抽象数据类型stringtype,对其可以进行连接操作:c=link(a,b). 3.24

Status g(int m,int n,int &s)//求递归函数g的值s {

if(m==0&&n>=0) s=0; else if(m>0&&n>=0) s=n+g(m-1,2*n); else return ERROR; return OK; }//g 3.25

Status F_recursive(int n,int &s)//递归算法 {

if(n<0) return ERROR; if(n==0) s=n+1;

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www.ppt99.com else {

F_recurve(n/2,r); s=n*r; }

return OK; }//F_recursive

Status F_nonrecursive(int n,int s)//非递归算法 {

if(n<0) return ERROR; if(n==0) s=n+1; else {

InitStack(s); //s的元素类型为struct {int a;int b;} while(n!=0) {

a=n;b=n/2; push(s,{a,b}); n=b; }//while s=1;

while(!StackEmpty(s)) {

pop(s,t); s*=t.a; }//while }

return OK;

}//F_nonrecursive 3.26

float Sqrt_recursive(float A,float p,float e)//求平方根的递归算法 {

if(abs(p^2-A)<=e) return p;

else return sqrt_recurve(A,(p+A/p)/2,e); }//Sqrt_recurve

float Sqrt_nonrecursive(float A,float p,float e)//求平方根的非递归算法 {

while(abs(p^2-A)>=e) p=(p+A/p)/2;

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www.ppt99.com return p; }//Sqrt_nonrecursive 3.27

这一题的所有算法以及栈的变化过程请参见《数据结构(pascal版)》,作者不再详细写出. 3.28

void InitCiQueue(CiQueue &Q)//初始化循环链表表示的队列Q {

Q=(CiLNode*)malloc(sizeof(CiLNode)); Q->next=Q; }//InitCiQueue

void EnCiQueue(CiQueue &Q,int x)//把元素x插入循环链表表示的队列Q,Q指向队尾元素,Q->next指向头结点,Q->next->next指向队头元素 {

p=(CiLNode*)malloc(sizeof(CiLNode)); p->data=x;

p->next=Q->next; //直接把p加在Q的后面 Q->next=p;

Q=p; //修改尾指针 }

Status DeCiQueue(CiQueue &Q,int x)//从循环链表表示的队列Q头部删除元素x {

if(Q==Q->next) return INFEASIBLE; //队列已空 p=Q->next->next; x=p->data; Q->next->next=p->next; free(p); return OK; }//DeCiQueue 3.29

Status EnCyQueue(CyQueue &Q,int x)//带tag域的循环队列入队算法 {

if(Q.front==Q.rear&&Q.tag==1) //tag域的值为0表示\空\表示\满\ return OVERFLOW; Q.base[Q.rear]=x;

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www.ppt99.com Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE; if(Q.front==Q.rear) Q.tag=1; //队列满 }//EnCyQueue

Status DeCyQueue(CyQueue &Q,int &x)//带tag域的循环队列出队算法 {

if(Q.front==Q.rear&&Q.tag==0) return INFEASIBLE; Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE; x=Q.base[Q.front];

if(Q.front==Q.rear) Q.tag=1; //队列空 return OK; }//DeCyQueue

分析:当循环队列容量较小而队列中每个元素占的空间较多时,此种表示方法可以节约较多的存储空间,较有价值. 3.30

Status EnCyQueue(CyQueue &Q,int x)//带length域的循环队列入队算法 {

if(Q.length==MAXSIZE) return OVERFLOW; Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE; Q.base[Q.rear]=x; Q.length++; return OK; }//EnCyQueue

Status DeCyQueue(CyQueue &Q,int &x)//带length域的循环队列出队算法 {

if(Q.length==0) return INFEASIBLE; head=(Q.rear-Q.length+1)%MAXSIZE; //详见书后注释 x=Q.base[head]; Q.length--; }//DeCyQueue 3.31

int Palindrome_Test()//判别输入的字符串是否回文序列,是则返回1,否则返回0 {

InitStack(S);InitQueue(Q); while((c=getchar()!='@') {

Push(S,c);EnQueue(Q,c); //同时使用栈和队列两种结构 }

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www.ppt99.com while(!StackEmpty(S)) {

Pop(S,a);DeQueue(Q,b)); if(a!=b) return ERROR; }

return OK;

}//Palindrome_Test 3.32

void GetFib_CyQueue(int k,int n)//求k阶斐波那契序列的前n+1项 {

InitCyQueue(Q); //其MAXSIZE设置为k for(i=0;i

for(i=0;i

m=i%k;sum=0;

for(j=0;j

}//GetFib_CyQueue 3.33

Status EnDQueue(DQueue &Q,int x)//输出受限的双端队列的入队操作 {

if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front) return OVERFLOW; //队列满 avr=(Q.base[Q.rear-1]+Q.base[Q.front])/2; if(x>=avr) //根据x的值决定插入在队头还是队尾 {

Q.base[Q.rear]=x;

Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE; } //插入在队尾 else {

Q.front=(Q.front-1)%MAXSIZE; Q.base[Q.front]=x; } //插入在队头 return OK; }//EnDQueue

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www.ppt99.com Status DeDQueue(DQueue &Q,int &x)//输出受限的双端队列的出队操作 {

if(Q.front==Q.rear) return INFEASIBLE; //队列空 x=Q.base[Q.front];

Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE; return OK; }//DeDQueue 3.34

void Train_Rearrange(char *train)//这里用字符串train表示火车,'P'表示硬座,'H'表示硬卧,'S'表示软卧,最终按PSH的顺序排列 {

r=train;

InitDQueue(Q); while(*r) {

if(*r=='P') {

printf(\

printf(\实际上等于不入队列,直接输出P车厢 }

else if(*r=='S') {

printf(\

EnDQueue(Q,*r,0); //0表示把S车厢从头端入队列 } else {

printf(\ EnDQueue(Q,*r,1); //1表示把H车厢从尾端入队列 }

}//while

while(!DQueueEmpty(Q)) {

printf(\ DeDQueue(Q);

}//while //从头端出队列的车厢必然是先S后H的顺序 }//Train_Rearrange

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www.ppt99.com Status DeDQueue(DQueue &Q,int &x)//输出受限的双端队列的出队操作 {

if(Q.front==Q.rear) return INFEASIBLE; //队列空 x=Q.base[Q.front];

Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE; return OK; }//DeDQueue 3.34

void Train_Rearrange(char *train)//这里用字符串train表示火车,'P'表示硬座,'H'表示硬卧,'S'表示软卧,最终按PSH的顺序排列 {

r=train;

InitDQueue(Q); while(*r) {

if(*r=='P') {

printf(\

printf(\实际上等于不入队列,直接输出P车厢 }

else if(*r=='S') {

printf(\

EnDQueue(Q,*r,0); //0表示把S车厢从头端入队列 } else {

printf(\ EnDQueue(Q,*r,1); //1表示把H车厢从尾端入队列 }

}//while

while(!DQueueEmpty(Q)) {

printf(\ DeDQueue(Q);

}//while //从头端出队列的车厢必然是先S后H的顺序 }//Train_Rearrange

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/g01p.html