1、实现顺序栈及其基本运算。 2、实现链栈及其基本运算。 3、已知Ackermann函数定义如下: (1)写出计算Ack(m,n)的递归算法,并根据此算法给出出Ack(2,1)的计算过程。 (2)借助1或2中实现的栈,实现计算Ack(m,n)的非递归算法。

时间: 2024-03-17 07:41:01 浏览: 53
好的,我明白了你的问题。下面是回答: 1、顺序栈的基本运算包括:初始化栈、判断栈是否为空、判断栈是否已满、入栈、出栈、获取栈顶元素等。下面是一个简单的顺序栈的实现(使用数组): ``` #define MAXSIZE 100 // 定义栈的最大容量 typedef int ElemType; // 定义栈元素的类型 typedef struct { ElemType data[MAXSIZE]; // 存放栈元素的数组 int top; // 栈顶指针,指向栈顶元素的下标 } SqStack; // 初始化栈 void InitStack(SqStack *S) { S->top = -1; // 将栈顶指针置为-1,表示栈为空 } // 判断栈是否为空 int StackIsEmpty(SqStack *S) { return S->top == -1; } // 判断栈是否已满 int StackIsFull(SqStack *S) { return S->top == MAXSIZE - 1; } // 入栈 int Push(SqStack *S, ElemType x) { if (StackIsFull(S)) return 0; // 栈已满,入栈失败 S->top++; // 栈顶指针加1 S->data[S->top] = x; // 将元素x压入栈顶 return 1; // 入栈成功 } // 出栈 int Pop(SqStack *S, ElemType *x) { if (StackIsEmpty(S)) return 0; // 栈为空,出栈失败 *x = S->data[S->top]; // 取出栈顶元素 S->top--; // 栈顶指针减1 return 1; // 出栈成功 } // 获取栈顶元素 int GetTop(SqStack *S, ElemType *x) { if (StackIsEmpty(S)) return 0; // 栈为空,获取栈顶元素失败 *x = S->data[S->top]; // 取出栈顶元素 return 1; // 获取栈顶元素成功 } ``` 2、链栈的基本运算与顺序栈类似,只是存储方式不同。下面是一个简单的链栈的实现: ``` typedef int ElemType; // 定义栈元素的类型 typedef struct StackNode { ElemType data; // 存放栈元素的数据域 struct StackNode *next; // 指向下一个节点的指针 } StackNode, *LinkStackPtr; typedef struct { LinkStackPtr top; // 栈顶指针,指向栈顶节点 } LinkStack; // 初始化栈 void InitStack(LinkStack *S) { S->top = NULL; // 将栈顶指针置为NULL,表示栈为空 } // 判断栈是否为空 int StackIsEmpty(LinkStack *S) { return S->top == NULL; } // 入栈 int Push(LinkStack *S, ElemType x) { LinkStackPtr p = (LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode)); // 创建一个新节点 p->data = x; // 将元素x存入节点的数据域中 p->next = S->top; // 将新节点插入到栈顶 S->top = p; // 更新栈顶指针 return 1; // 入栈成功 } // 出栈 int Pop(LinkStack *S, ElemType *x) { if (StackIsEmpty(S)) return 0; // 栈为空,出栈失败 LinkStackPtr p = S->top; // 取出栈顶节点 *x = p->data; // 取出栈顶元素 S->top = p->next; // 更新栈顶指针 free(p); // 释放节点的内存 return 1; // 出栈成功 } // 获取栈顶元素 int GetTop(LinkStack *S, ElemType *x) { if (StackIsEmpty(S)) return 0; // 栈为空,获取栈顶元素失败 *x = S->top->data; // 取出栈顶元素 return 1; // 获取栈顶元素成功 } ``` 3、(1) Ackermann函数是一个递归定义的函数,可以用递归算法来计算。如下是Ackermann函数的递归算法实现: ``` int Ack(int m, int n) { if (m == 0) return n + 1; if (n == 0) return Ack(m - 1, 1); return Ack(m - 1, Ack(m, n - 1)); } ``` 其中Ack(2,1)的计算过程如下: ``` Ack(2,1) = Ack(1, Ack(2,0)) = Ack(1, Ack(1, Ack(2,-1))) = Ack(1, Ack(1, Ack(1, Ack(2,-2)))) = Ack(1, Ack(1, Ack(1, Ack(1, Ack(2,-3))))) = Ack(1, Ack(1, Ack(1, Ack(1, Ack(1, Ack(2,-4)))))) = ... = 7 ``` (2) 借助顺序栈或链栈可以实现Ackermann函数的非递归计算。具体实现方法是:将每次递归调用时的参数m和n以及递归深度d作为一个结构体元素压入栈中,然后使用循环来模拟递归的调用过程,直到栈为空为止。下面是一个使用链栈实现的非递归计算Ackermann函数的代码: ``` int AckNonRec(int m, int n) { LinkStack S; InitStack(&S); // 初始化栈 Push(&S, (ElemType){m, n, 0}); // 将初始参数压入栈中 while (!StackIsEmpty(&S)) { ElemType e; Pop(&S, &e); // 取出栈顶元素 if (e.m == 0) { e.n += 1; // 模拟递归终止条件 } else if (e.n == 0) { e.m -= 1; e.n = 1; // 模拟递归调用Ack(m-1, 1) Push(&S, e); continue; // 跳过下面的Push操作,直接进入下一次循环 } else { ElemType new_e = {e.m, e.n - 1, 0}; // 模拟递归调用Ack(m, n-1) Push(&S, (ElemType){e.m - 1, 0, 0}); // 模拟递归调用Ack(m-1, ...) Push(&S, new_e); continue; // 跳过下面的Push操作,直接进入下一次循环 } if (e.d == 0) return e.n; // 模拟递归返回值 ElemType top; GetTop(&S, &top); // 获取栈顶元素 if (top.d == e.d - 1) { top.n = e.n; // 模拟递归返回值 Pop(&S, &e); // 将原栈顶元素弹出 Push(&S, top); // 将新元素插入栈中 } else { Push(&S, e); // 将原元素插入栈中 } } } ```

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