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    这个作业属于哪个班级 数据结构--网络2011/2012
    这个作业的地址 DS博客作业02--栈和队列
    这个作业的目标 学习栈和队列的结构设计及运算操作
    姓名 杨振鹏

    0.PTA得分截图

    1.本周学习总结

    1.1 栈

    • 1.1.1顺序栈
      结构体：
    typedef struct                 
{
   ElemType data[MaxSize];
   int top;   //栈顶指针
}Stack,*SqStack;

    初始化：

    void CreatStack(SqStack s) {
	s = new Stack;
	s->top = -1;
}

    进栈：

    bool Push(SqStack s, ElemType e) {
	if (s->top == MaxSize-1) {
		cout << "full";
		return false;
	}
	s->data[++s->top] = e;
	return true;
}

    出栈：

    bool Pop(SqStack s, ElemType e) {
	if (s->top == -1) {
		cout << "empty";
		return false;
	}
	e=s->data[s->top--];
	return true;
}
    • 1.1.2链栈
      结构体：
    typedef struct StackNode
{
    ElemType data;
    struct StackNode *next;
}Node,*Stack;

    初始化：

    bool InitStack(Stack &s)
{
    s = NULL;
    return true;
}

    进栈：

    void Push(Stack& s, ElemType e)
{
	Stack p;
	p = new Node;
	p->data = e;		
	p->next = s->next;
	s->next = p;
}

    出栈：

    bool Pop(Stack& s, ElemType& e)
{
	Stack p;
	if (StackEmpty(s))	
		return false;
	p = s->next;		
	e = p->data;
	s->next = p->next;		
	delete p;				
	return true;
}

    1.2 栈的应用

    1.中缀表达式转后缀表达式

    #include<iostream>
#include<string>
#include<map>
#include<stack>
using namespace std;
int main()
{
	string a;	
	stack<char>s;
	int c=0,printk=0;
	cin>>a;
	map<char,int>p;
	p['*']=p['/']=1;
	p['(']=p[')']=2;
	for(int i=0;i<a.length();i++)
	{
		if((i<1||a[i-1]=='(')&&(a[i]=='+'||a[i]=='-')||a[i]=='.'||a[i]>='0'&&a[i]<='9')
		{
			if(printk)
			{
				cout<<" ";
			}
			printk++;
			if(a[i]!='+')cout<<a[i];
			while(a[i+1]=='.'||a[i+1]>='0'&&a[i+1]<='9')
			{
				i++;
				cout<<a[i];
			}
		}
		else
		{
			if(a[i]==')')
			{
				while(s.size()>0&&s.top()!='(')
				{
					cout<<" "<<s.top();
					s.pop();
				}
				s.pop();
			 }
			 else if(s.size()==0||p[a[i]]>p[s.top()])
			 {
			 	s.push(a[i]);
			  }
			  else
			  {
			  	while(s.size()>0&&s.top()!='(')
			  	{
			  		cout<<" "<<s.top();
			  		s.pop();
				  }
				  s.push(a[i]);
			  }
		}		  
	 }
	 while(s.size())
	 {
	 	cout<<" "<<s.top();
	 	s.pop();
	 }
 }

    2.符号配对

    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
using namespace std;

typedef int ElemType;
typedef struct linknode
{
	ElemType data;//数据域
	struct linknode* next;//指针域
}LiNode,*LinkStack;

int main()
{
	string str;//存储字符串
	stack<char> s;//初始化栈
	int flag = 1;//判断是否配对
	int i;
	cin >> str;
	for (i = 0;str[i] != '';i++)//遍历字符串
	{
		if (str[i] == '(' || str[i] == '[' || str[i] == '{')//如果字符为左括号
			s.push(str[i]);//进栈
		else if (str[i] == ')' || str[i] == ']' || str[i] == '}')//如果字符为右括号
		{
			if (s.empty() == true)//空栈
			{
				flag = 0;
				break;
			}
			else
			{
				if ((str[i]==')'&& s.top()=='(')||(str[i]==']'&&s.top()=='[')||(str[i]=='}'&&s.top()=='{'))//配对成功
				{
					s.pop();//出栈
				}
				else
				{
					flag = 0;
					break;
				}
			}
		}
	}
	if (s.empty() == true && flag == 1)//匹配
	{
		cout << "yes";
	}
	else//不匹配
	{
		if (s.empty() == true)//栈空
			cout << "no";
		else cout << s.top() << endl << "no";
	}
	//销毁栈
	while (s.empty() != true)
	{
		s.pop();
	}
}

    1.3 队列

    • 1.3.1顺序队列
      结构体：
    typedef struct {
	ElemType data[MaxSize];
	ElemType front, rear;
}Queue,*SqQueue;

    初始化：

    void CreatQueue(SqQueue& Q) 
{
	Q == new Queue;
	Q->front = Q->rear = -1;
}

    进队：

    bool EnQueue(SqQueue& Q, ElemType e)
{
	if (Q->rear + 1 == MaxSize)return false;
	Q->data[++Q->rear]=e;
	return true;
}

    出队：

    bool DeQueue(SqQueue& Q, ElemType& e)
{
	if (Q->front == Q->rear)return false;
	e = Q->data[Q->front--];
	return true;
    • 1.3.2环形队列
      结构体：
    typedef struct 
{	
  ElemType data[MaxSize];
  int front,rear;	
} Queue;
typedef Queue *SqQueue;

    初始化：

    void InitQueue(SqQueue &q)
{   q=new Queue;
    q->front=q->rear=0;
}

    进队:

    bool enQueue(SqQueue &q,ElemType e)
{	if ((q->rear+1)%MaxSize==q->front)	//队满上溢出
		return false;
	q->rear=(q->rear+1)%MaxSize;
	q->data[q->rear]=e;
	return true;
}

    出队：

    bool deQueue(SqQueue &q,ElemType &e)
{	if (q->front==q->rear)		//队空下溢出
		return false;
	q->front=(q->front+1)%MaxSize;
	e=q->data[q->front];
	return true;
}
    • 1.3.3链队列
      结构体：
    //定义节点结构
typedef struct node {
    ElemType data;
    struct node* next;
}QueueNode;
//定义头节点
typedef struct {
    QueueNode* front;
    QueueNode* rear;
}LinkQueue;

    初始化：

    void InitQueue(LinkQueue* Q)
{
    Q->front = Q->rear = NULL;
}

    进队：

    void EnLinkQueue(LinkQueue* Q, ElemType v)
{
    QueueNode* p;
    p = new QueueNode;//为新的节点分配空间
    p->data = v;
    p->next = NULL;
    if (QueueEmpty(Q))
        Q->front = Q->rear = p;
    else
    {
        Q->rear->next = p;  //将新的节点连接到队列
        Q->rear = p;             //指向队列尾
    }
}

    出队：

    bool DeLinkQueue(LinkQueue* Q, ElemType &e)
{
    QueueNode* s;
    if (QueueEmpty(Q))return false;     //判断队列是否为空
    s = Q->front;
    e = s->data;
    if (Q->front == Q->rear)   //判断队列是否只有一个节点
        Q->front = Q->rear = NULL;
    else
        Q->front = s->next;
    delete s;
    return true;
}
    • 1.3.4队列应用
      舞伴问题
    #include<iostream>
#define MAXQSIZE 100//队列可能达到的最大长度
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
using namespace std;
typedef struct {
    char name[20]; //姓名
    char sex; //性别，'F'表示女性，'M'表示男性
} Person;
//- - - - - 队列的顺序存储结构- - - - - 
typedef struct {
    Person data[MAXQSIZE]; 
    int front; //头指针
    int rear; //尾指针
} Queue;
typedef Queue *SqQueue;
SqQueue Mdancers, Fdancers; //分别存放男士和女士入队者队列
int InitQueue(SqQueue &Q);
void DestroyQueue(SqQueue &q);
int QueueLen(SqQueue Q);//队列长度 
int EnQueue(SqQueue &Q, Person e);//加入队列 
int QueueEmpty(SqQueue &Q);//队列是否为空 
int DeQueue(SqQueue &Q, Person &e);//出队列 
void DancePartner(Person dancer[], int num); //配对舞伴 
int main(){
    int i;
    int n;
    Person dancer[MAXQSIZE];
    cin>>n;
    for(i=0;i<n;i++) cin>> dancer[i].name >> dancer[i].sex;
    InitQueue(Mdancers); //男士队列初始化
    InitQueue(Fdancers); //女士队列初始化
    cout << "The dancing partners are:" << endl;
    DancePartner(dancer, n);
    if (!QueueEmpty(Fdancers)) { 
        cout << "F:"<<QueueLen(Fdancers) ;
    } else if (!QueueEmpty(Mdancers)) { 
        cout << "M:"<<QueueLen(Mdancers) ;
    }
    DestroyQueue(Fdancers);
    DestroyQueue(Mdancers);
    return 0;
}
int InitQueue(SqQueue &Q) {//构造一个空队列Q
    Q = new Queue; //为队列分配一个最大容量为MAXSIZE的数组空间
    if (!Q->data)
        exit( OVERFLOW); //存储分配失败
    Q->front = Q->rear = 0; //头指针和尾指针置为零，队列为空
    return OK;
}
void DestroyQueue(SqQueue &q)
{
    delete q;
}
int QueueLen(SqQueue Q)//队列长度 
{
    return Q->rear-Q->front;
}
int EnQueue(SqQueue &Q, Person e)//加入队列 
{
    Q->data[++Q->rear]=e;
    return 0;
}
int QueueEmpty(SqQueue &Q)//队列是否为空 
{
    if(Q->front==Q->rear)return 1;
    return 0;
}
int DeQueue(SqQueue &Q, Person &e)//出队列 
{
    e=Q->data[++Q->front];
    return 0;

}
void DancePartner(Person dancer[], int num) //配对舞伴 
{
    for(int i=0;i<num;i++){
    if(dancer[i].sex=='M'){
        EnQueue(Mdancers,dancer[i]);
    }else{
        EnQueue(Fdancers,dancer[i]);
    }
   }
   while(QueueEmpty(Mdancers)!=1&&QueueEmpty(Fdancers)!=1){
    Person x,y;
    DeQueue(Mdancers, x);
    DeQueue(Fdancers, y);
    cout<<y.name<<"  "<<x.name<<endl;
   }
}

    2.PTA实验作业

    2.1 符号配对

    符号配对

    2.1.1 解题思路及伪代码

    思路：建立一个链栈，遍历字符串，如果遇到左括号则入栈，遇到右括号就判断是否与栈顶的符号对应，是则栈顶元素出栈，继续遍历，遍历完成后，若栈空则yes，否则为no
    伪代码：

    定义字符数组str存储输入的字符串，栈s为存储左括号'(', '[', '{'的栈，flag表示此时的状态，flag = 1表示匹配，flag = 0表示不匹配;
for (i = 0;str[i] != '';i++)//遍历字符串
	if str[i]为左括号'(', '[', '{'
		进栈;
	else if str[i]为右括号')', ']', '}'
		if 此时为空栈
			不匹配，flag = 0;break;
		else if str[i]与栈顶元素s.top()为相匹配的左右括号
			匹配，栈顶元素出栈;
		else
			不匹配，flag = 0;break;
end for;

if 栈为空和flag == 1	匹配;
else 不匹配;

    2.1.2 总结解题所用的知识点

    入栈出栈的操作
    判断栈是否为空

    2.2 银行业务队列简单模拟

    银行业务队列简单模拟

    2.2.1 解题思路及伪代码

    思路：建立AB两个队列，A放单数号，B放双数号，然后执行出队，在两队都不为空的前提下，每次执行两次A出队，一次B出队，若其中一队为空后，直接将另外一队全部出队
    伪代码：

    定义两个队列A，B，分别输入数据，对2取余不为0的存入A队列，对2取余为0的存入B队列;
while A和B都不为空
{
	输出一个A队列元素;
	A元素出队;
        输出一个A队列元素;
	A元素出队;
	输出一个B队列元素;
	B元素出队;
}
while A不为空
输出A元素;A元素出队;
while B不为空
输出B元素，B元素出队;

    2.2.2 总结解题所用的知识点

    进队出队的操作
    判断对空

    3.阅读代码

    3.1 题目及解题代码

    class CQueue {
    LinkedList<Integer> stack1;
	LinkedList<Integer> stack2;

	public CQueue() {
		stack1 = new LinkedList<>();
		stack2 = new LinkedList<>();
	}

	public void appendTail(int value) {
		stack1.add(value);
	}

	public int deleteHead() {
		if (stack2.isEmpty()) {
			if (stack1.isEmpty()) return -1;
			while (!stack1.isEmpty()) {
				stack2.add(stack1.pop());
			}
			return stack2.pop();
		} else return stack2.pop();
	}
}

    3.2 该题的设计思路及伪代码

    输入： ["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"] 这里是要执行的方法，从左到右执行

    [[],[3],[],[]]对应上面的方法，是上面方法的参数。CQueue和deleteHead方法不需要指定数字，只有添加才需要指定数字

    1.创建队列，返回值为null

    2.将3压入栈，返回值为null

    3.将栈底的元素删除，也就是消息队列中先进来的元素，所以是deleteHead，返回该元素的数值，所以为3

    4.继续删除栈底的元素，但是没有元素了，所以返回-1

    所以就有了下面的输出 输出：[null,null,3,-1]

    示例 2： 输入： ["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]

    [[],[],[5],[2],[],[]]

    1.创建队列，返回值为null

    2.删除栈底的元素，但是没有元素，所以返回-1

    3.把5压入栈，返回null

    4.把2压入栈，返回null

    5.删除栈底的一个元素，也就是消息队列中先进来的元素，所以是deleteHead，就是最先进来的5，返回值为5，

    6.删除栈底的一个元素，就是后进来的2，返回值为2
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