一、实验要求
- 本次实验中的链栈结构指带头结点的单链表；
- 链栈结构和运算定义，算法的实现以库文件方式实现，不得在测试主程序中直接实现；
- 实验程序有较好可读性，各运算和变量的命名直观易懂，符合软件工程要求；
二、数据结构设计
template<class ElementType>
struct Node{
ElementType data; //数据域
Node* next; //指针域
};
template<class ElementType>
class Stack{
public:
Stack(); //初始化栈
~Stack(); //销毁链栈
bool empty(); //判断栈是否为空
void push(ElementType x); //压栈
bool pop(ElementType &x); //出栈
ElementType top(); //取栈顶元素
void print(); //遍历栈
private:
Node<ElementType> * head; //栈头结点指针
};
三、代码实现
#ifndef _QUEUE_H_
#define _QUEUE_H_
#include <iostream>
using namespace std;
template<class ElementType>
struct LNode{
ElementType data;
struct LNode * next;
};
template<class ElementType>
class Queue{
public:
Queue(); //初始化一个队列
~Queue(); //销毁队列
bool empty(); //判断是否队空
void enter( ElementType x); //入队
void out(); //出队
void getFront(ElementType &x); //取队头元素
int getLength(); //求当前队列中元素个数
void print(); //遍历队列
private:
LNode <ElementType> *front;
LNode <ElementType> *rear;
};
//初始化一个队列
template<class ElementType>
Queue< ElementType>::Queue()
{
front=rear=NULL;
}
//销毁队列
template<class ElementType>
Queue< ElementType>::~Queue()
{
LNode <ElementType> * p,*q;
p=front;
while(p!=NULL)
{
q=p->next;
delete p;
p=q;
}
}
//判断是否队空
template<class ElementType>
bool Queue< ElementType>:: empty()
{
if(front==NULL&&rear==NULL)
{
return true;
}
else{
return false;
}
}
//入队
template<class ElementType>
void Queue< ElementType>::enter( ElementType x)
{
LNode <ElementType>* p;
static int i=1;
if(i==1)
{
p=new LNode<ElementType>;
p->next=NULL; //创建首节点
p->data=x;
front=p;
rear=p;
i++;
}
else{
p=new LNode<ElementType>;
p->next=rear->next; //创建其他节点
p->data=x;
rear->next=p;
rear=p;
}
}
//出队
template<class ElementType>
void Queue< ElementType>::out()
{
if(empty())
{
cout<<"队列为空！"<<endl; //判断节点是否为空
}
else{
if(front->next==NULL)
{
delete front;
front=rear=NULL; //仅剩首节点市
}
else{
LNode <ElementType>* p;
p=front->next;
delete front;
front=p;
}
}
}
//取队头元素
template<class ElementType>
void Queue< ElementType>::getFront(ElementType &x)
{
if(empty())
{
cout<<"队列为空，不能取元素！"<<endl; //判断节点是否为空，不能取元素
}
else{
x=front->data;
}
}
//求当前队列中元素个数
template<class ElementType>
int Queue< ElementType>:: getLength()
{
LNode <ElementType>* p;
int i=0;
p=front;
while(p!=NULL)
{
i++;
p=p->next;
}
return i;
}
//遍历队列
template<class ElementType>
void Queue<ElementType>::print()
{
LNode <ElementType>* p;
p=front;
while(p!=NULL)
{
cout<<p->data<<" ";
p=p->next;
}
}
#endif // _QUEUE_H_
#ifndef _LISTSTACK_H_
#define _LISTSTACK_H_
#include <iostream>
using namespace std;
template<class ElementType>
struct Node{
ElementType data; //数据域
Node* next; //指针域
};
template<class ElementType>
class Stack{
public:
Stack(); //初始化栈
~Stack(); //销毁链栈
bool empty(); //判断栈是否为空
void push(ElementType x); //压栈
bool pop(ElementType &x); //出栈
ElementType top(); //取栈顶元素
void print(); //遍历栈
private:
Node<ElementType> * head; //栈头结点指针
};
//初始化栈
template<class ElementType>
Stack<ElementType>::Stack()
{
head=new Node<ElementType>;
if(head==NULL)
{
cout<<"申请内存失败！"<<endl;
return;
}
head->next=NULL;
}
//销毁栈
template<class ElementType>
Stack<ElementType>::~Stack()
{
Node<ElementType> * p,*q;
p= head; //初始化时p指向头结点
while(p)
{
q=p->next;
delete p;
p=q;
}
}
//判断栈是否为空
template<class ElementType>
bool Stack<ElementType>::empty()
{
if( head->next==NULL)
{
return 1;
}
else{
return 0;
}
}
//压栈
template<class ElementType>
void Stack<ElementType>::push(ElementType x)
{
Node<ElementType> *p=new Node<ElementType>;
if(p==NULL)
{
cout<<"申请内存失败！"<<endl;
return;
}
p->data=x;
p->next=head->next;
head->next=p;
}
//出栈
template<class ElementType>
bool Stack<ElementType>::pop(ElementType &x)
{
Node<ElementType> * t;
if( head->next==NULL)
{
return 0;
}
else{
t= head->next;
x=t->data;
head->next=t->next;
delete t;
}
}
//取栈顶元素
template<class ElementType>
ElementType Stack<ElementType>::top()
{
if(empty())
{
return NULL;
}
else{
return head->next->data;
}
}
//遍历栈
template<class ElementType>
void Stack<ElementType>::print()
{
Node<ElementType>* p;
p= head->next;
while(p)
{
cout<<p->data<<" ";
p=p->next;
}
}
#endif // _LISTSTACK_H_
#include <iostream>
#include <string>
#include <Cstdlib>
#include "listStack.h"
#include "queue.h"
using namespace std;
//1.输出函数
void print(int x)
{
char a[17]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};
switch( x)
{
case 0 :
cout<<a[x];
break;
case 1 :
cout<<a[x];
break;
case 2 :
cout<<a[x];
break;
case 3 :
cout<<a[x];
break;
case 4 :
cout<<a[x];
break;
case 5 :
cout<<a[x];
break;
case 6 :
cout<<a[x];
break;
case 7 :
cout<<a[x];
break;
case 8 :
cout<<a[x];
break;
case 9 :
cout<<a[x];
break;
case 10 :
cout<<a[x];
break;
case 11 :
cout<<a[x];
break;
case 12 :
cout<<a[x];
break;
case 13 :
cout<<a[x];
break;
case 14 :
cout<<a[x];
break;
case 15 :
cout<<a[x];
break;
case 16 :
cout<<a[x];
break;
}
}
//2.十进制转化为16进制（顺序栈实验）,其中i为十进制数，k为16
void convert(int i,int k)
{
Stack<int> S;
int mod,x; //mod为余数,x保存出栈元素
while(i!=0)
{
mod=i%k; //mod保存余数
S.push(mod); //将mod入栈
i=i/k; //商保存在i中
}
cout<<k<<"进制为：";
while(!S.empty())
{
S.pop(x); //取栈顶元素，并出栈
print(x); //输出x
}
}
//3.括号匹配
bool is_match(const string &str)
{
size_t len = str.length();
Stack<char> s;
Queue<char> t;
int i;
char x,y;
int p=0,q=0;
for (i = 0; i < len; ++i)
{
if (str[i] =='('||str[i] =='{' ||str[i] =='[')
{
s.push(str[i]);
p++;
continue;
}
if (str[i] ==')'||str[i] =='}' ||str[i] ==']')
{
t.enter(str[i]);
q++;
continue;
}
}
if(p==q)
{
for(i=0;i<p;i++)
{
t.getFront(x);
if((s.top()=='('&& x==')')||(s.top()=='{'&& x=='}')||(s.top()=='['&& x==']'))
{
s.pop(y);
t.out();
}
}
}
else
{
return false;
}
if (s.empty()&&t.empty())
{
return true;
}
else{
return false;
}
s.~Stack();
t.~Queue();
}
int main()
{
int a;
cout<<"******************************************"<<endl;
cout<<"按1十进制转十六进制"<<endl;
cout<<"按2括号匹配"<<endl;
cout<<"按3退出"<<endl;
cout<<"******************************************"<<endl;
cout<<"请输入执行算法的序号：";
cin>>a;
while(a!=3)
{
switch(a)
{
case 1 :
int i;
cout<<"请输入要转换的数字:";
cin>>i;
convert(i,16);
cout<<endl;
break;
case 2:
string str="(1+2)";
cout<<"请输入字符串：";
cin>>str;
if(is_match(str))
{
cout<<"匹配"<<endl;
}
else{
cout<<"不匹配"<<endl;
}
break;
}
system("PAUSE");
system("CLS");
cout<<"******************************************"<<endl;
cout<<"按1十进制转十六进制"<<endl;
cout<<"按2括号匹配"<<endl;
cout<<"按3退出"<<endl;
cout<<"******************************************"<<endl;
cout<<"请输入执行算法的序号：";
cin>>a;
}
return 0;
}
四、实验截图
