哈尔滨工业大学线性表实验报告：算术表达式求值

在哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院的数据结构与算法课程中，学生们进行了一项关于线性表的实验项目——线性表实验，旨在深入理解数据结构并实践算法设计。实验对象是实现一个栈（stack）类，这是一种基础的数据结构，它遵循后进先出（LIFO）原则，常用于表达式求值、函数调用栈等场景。 **实验目的：** 该实验的主要目标包括但不限于以下几点： 1. 掌握栈的基本操作，如入栈（push）、出栈（pop）以及判断栈是否为空（empty）。 2. 理解并实现模板类，使得栈可以处理不同类型（通过`<class element_type>`模板参数）的元素。 3. 学习和应用逻辑设计与物理设计，即程序的算法设计思路和数据布局策略。 **实验要求及环境：** 学生需在标准C++环境中编写代码，并确保代码能够正确处理不同输入情况，如整数、浮点数和括号。同时，代码需要具备一定的错误处理机制，例如当栈满（top接近511）或试图从空栈中弹出元素时，应给出相应的错误提示。 **设计思想：** 1. **逻辑设计**：设计者可能采用了迭代或递归的方式实现`push()`和`pop()`函数，确保元素的正确添加和删除。对于输入的算术表达式，栈被用来存储操作符和操作数，以便按运算顺序执行计算。 2. **物理设计**：栈的数据结构是动态数组，使用`element_type s[512]`作为存储空间，`top`变量用于跟踪栈顶元素的位置。`null()`和`empty()`函数分别用于清空栈和检查栈是否为空。 **测试结果：** 实验者可能对不同的算术表达式进行了测试，验证栈能否正确处理表达式的求值过程，包括但不限于加法、减法、乘法和除法，以及括号的嵌套。 **系统不足与经验体会：** 在编写过程中，可能会遇到一些挑战，比如内存管理、异常处理或性能优化。实验者可能分享了如何避免栈溢出、提高代码可读性和效率等方面的体会。 **附录：源代码（带注释）** 这部分展示了C++代码实现，包括`stack`类的定义和成员函数，以及`change`函数的具体实现，这个函数可能负责将输入流中的数字和字符转换为栈中的元素形式。代码中的`template`关键字允许用户根据需要使用不同类型的元素。 总结来说，这个哈工大的数据结构实验要求学生运用栈这种数据结构解决实际问题，提升他们的编程技能和对数据结构的理解。同时，通过实验，他们还能学习到如何进行程序设计、调试和优化，这对于计算机科学专业的学生来说是一次宝贵的学习和实践经验积累。