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数据结构栈和队列实验报告

数据结构栈和队列实验报告

1.实验目的

本实验的主要目的是通过实践的方式理解并掌握数据结构中栈

和队列的概念、特点和基本操作。通过实验，我们可以加深对栈和

队列的理解，掌握栈和队列的应用方法，并能够设计和实现基于栈

和队列的算法。

2.实验内容

本实验分为两个部分：栈的应用和队列的应用。

2.1栈的应用

栈是一种具有特定限制的线性表，它只允许在表的一端进行插

入和删除操作，该端被称为栈顶。栈的特点是“后进先出”（Last

InFirstOut,LIFO），即最后进栈的元素最先出栈。

在本实验中，我们将实现一个简单的栈类，并应用栈来解决一

个问题。假设有一个字符串，其中包含了括号（圆括号、方括号和

花括号），我们需要判断该字符串中的括号是否匹配。为了达到这

个目的，我们可以使用栈来辅助实现。

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在实现过程中，我们可以定义一个栈来存储左括号，然后依次

遍历字符串的每个字符。当遇到左括号时，将其入栈；当遇到右括

号时，判断栈顶是否是对应的左括号，如果是，则将栈顶元素出栈，

否则说明括号不匹配。最后，当栈为空时，表明所有的括号都匹配，

否则说明括号不匹配。

2.2队列的应用

队列是一种具有特定限制的线性表，它只允许在表的一端进行

插入操作（队尾），在表的另一端进行删除操作（队头）。队列的

特点是“先进先出”（FirstInFirstOut,FIFO），即最早进队

列的元素最先出队列。

在本实验中，我们将实现一个简单的队列类，并应用队列来解

决一个问题。假设有一群人在排队等候，我们需要按照一定规则进

行排队并输出结果。为了达到这个目的，我们可以使用队列来进行

模拟。

在实现过程中，我们可以定义一个队列来存储等候的人，然后

依次将人入队列。当需要输出结果时，我们可以通过队列的出队列

操作，按照先后顺序依次输出到达队头的人。通过使用队列，我们

可以模拟人们排队等候的实际情况，并能够按照一定规则输出结果。

3.实验过程

本实验的实验过程如下：

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1.首先，我们需要实现一个栈类。在栈类中，需要定义栈顶指

针、栈的容量和存储栈元素的数组。通过定义栈类，我们可以完成

栈的初始化、判空、判满、入栈和出栈等操作。

2.然后，我们需要实现一个队列类。在队列类中，需要定义队

头指针、队尾指针、队列的容量和存储队列元素的数组。通过定义

队列类，我们可以完成队列的初始化、判空、判满、入队列和出队

列等操作。

3.接下来，我们将使用栈类来判断字符串中的括号是否匹配。

首先，遍历字符串的每个字符，当遇到左括号时，入栈；当遇到右

括号时，判断栈顶元素是否为对应的左括号，如果是，则出栈；否

则，表明括号不匹配。

4.最后，我们将使用队列类来进行排队等候的模拟。首先，依

次将人入队列；然后，按照一定规则将人依次出队列，输出到达队

头的人。

4.实验结果

经过实验，我们实现了栈类和队列类，并成功应用栈和队列来

解决了相应的问题。通过栈的应用，能够判断一个字符串中的括号