《栈基本操作》数据结构设计.doc

届课程设计 《栈的基本操作》 课程设计论文 学生姓名 学 号 所属学院 信息工程学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 计算机 指导教师 教师职称 讲师 塔里木大学教务处制 目录 前言 1 1.1数据结构简介 1 正文 1 2.1设计背景与意义 1 2.1.1栈的简介 1 2.1.2选择算法的原因与意义 2 2.2设计的原理和内容 2 2.2.1设计的原理 3 2.2.2设计的内容 3 3.1目标和总体方案 3 3.2 设计方法和内容 3 3.1.1设计流程图 4 3.1.2设计内容 4 4.1 程序的设计思想和内容 5 4.1.1程序设计的初始运行环境 5 4.1.2栈的初始化 5 4.1.3栈的插入 6 4.1.4栈的删除 7 4.1.5取栈顶元素 7 4.2小结 8 参考文献 8 附录 9  前言 1.1数据结构简介 在计算机科学中，数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象（数据元素）以及它们之间的关系和运算等的学科，而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构类型。“数据结构”在计算机科学中是一门综合性的专业基础课。数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程。数据结构这一门课的内容不仅是一般程序设计（特别是非数值性程序设计）的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。 数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。 数据结构是指相互之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合和该集合中数据元素之间的关系组成。 记为：Data-Structure=(D,R)其中D是数据元素的集合，R是该集合中所有元素之间的关系的有限集合。 正文 栈是这样一种数据类型，其主要属性是由支配其元素的插入与删除的规则来决定的，删除或移去的元素只能是最后插入的，即所谓具有后进先出（LIFO）性质或规范。 2.1设计背景与意义 2.1.1栈的简介 栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照后进先出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。栈具有记忆作用，对栈的插入与删除操作中，不需要改变栈底指针。 　　 栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top)，另一端为栈底(bottom)；栈底固定，而栈顶浮动；栈中元素个数为零时称为空栈。插入一般称为进栈（PUSH），删除则称为退栈（POP）。栈也称为后进先出表。 　　 栈可以用来在函数调用的时候存储断点，做递归时要用到栈！ 　　 以上定义是在经典计算机科学中的解释。 　　 在计算机系统中，栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。程序可以将数据压入栈中，也可以将数据从栈顶弹出。在i386机器中，栈顶由称为esp的寄存器进行定位。压栈的操作使得栈顶的地址增大，弹出的操作使得栈顶的地址减小。 　　 栈在程序的运行中有着举足轻重的作用。最重要的是栈保存了一个函数调用时所需要的维护信息，这常常称之为堆栈帧或者活动记录。 2.1.2选择算法的原因与意义 一般认为，一个数据结构是由数据元素依据某种逻辑联系组织起来的。对数据元素间逻辑关系的描述称为数据的逻辑结构；数据必须在计算机内存储，数据的存储结构是数据结构的实现形式，是其在计算机内的表示；此外讨论一个数据结构必须同时讨论在该类数据上执行的运算才有意义。一个逻辑数据结构可以有多种存储结构，且各种存储结构影响数据处理的效率。 　　 在许多类型的程序的设计中，数据结构的选择是一个基本的设计考虑因素。许多大型系统的构造经验表明，系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。许多时候，确定了数据结构后，算法就容易得到了。有些时候事情也会反过来，我们根据特定算法来选择数据结构与之适应。不论哪种情况，选择合适的数据结构都是非常重要的。 　　 选择了数据结构，算法也随之确定，是数据而不是算法是系统构造的关键因素。这种洞见导致了许多种软件设计方法和程序设计语言的出现，面向对象的程序设计语言就是其中之一。算法的设计取决于数据（逻辑）结构，而算法的实现依赖于采用的存储结构。数据的存储结构实质上是它的逻辑结构在计算机存储器中的实现，为了全面的反映一个数据的逻辑结构，它在存储器中