数据结构实验三：栈和队列的应用【实验目的、知识准备、操作方法】

）：初始化操作，建立一个空栈S。 DestroyStack(S)：销毁操作，撤销栈S。 ClearStack(S)：清空操作，将栈S清空为一个空栈。 StackEmpty(S)：判空操作，若栈S为空则返回true，否则返回false。 StackLength(S)：求栈长操作，返回栈S的元素个数。 GetTop(S, e)：取栈顶元素操作，将栈顶元素存入e中。 Push(S, e)：入栈操作，将元素e压入栈顶。 Pop(S, e)：出栈操作，将栈顶元素弹出，并用e返回其值。 StackTraverse(S, visit())：遍历操作，从栈底到栈顶依次对栈中的每个元素调用visit()函数。 2. 栈的顺序存储结构 栈的顺序存储结构通常利用一维数组来实现。栈顶指针top指示栈顶元素在数组中的位置，栈底为数组的起始位置。当栈为空时，top=-1，当栈满时，top=MaxSize-1。 3. 栈的链式存储结构 栈的链式存储结构通常利用单链表来实现。栈顶指针top指向链表的第一个结点，栈底为链表的头结点。当栈为空时，top=NULL。 二、队列： 1. 基本概念 队列是一种只允许在队尾进行插入操作（称为入队），而只允许在队头进行删除操作（称为出队）的线性表。队列先进先出（First In First Out）的特点使得其中的元素总是按照插入的先后顺序进行删除。队尾允许插入操作，队头允许删除操作，头指针front和尾指针rear分别指示队头元素和队尾元素。 队列示意图见图3-2。 队列的抽象数据类型定义： ADT Queue{ 数据对象：D={ | ∈ElemSet, i=1,2,...,n, n>=0} 数据关系：R1={< , >| , ∈D, i=2,...,n} 基本操作： InitQueue(): 初始化操作，建立一个空队列Q。 DestroyQueue(Q): 销毁操作，撤销队列Q。 ClearQueue(Q): 清空操作，将队列Q清空为一个空队列。 QueueEmpty(Q): 判空操作，若队列Q为空则返回true，否则返回false。 QueueLength(Q): 求队列长操作，返回队列Q的元素个数。 GetHead(Q, e): 取队头元素操作，将队头元素存入e中。 EnQueue(Q, e): 入队操作，将元素e插入到队列Q的队尾。 DeQueue(Q, e): 出队操作，将队头元素删除，并用e返回其值。 QueueTraverse(Q, visit()): 遍历操作，从队头到队尾依次对队列中的每个元素调用visit()函数。 2. 队列的顺序存储结构 队列的顺序存储结构通常利用一维数组来实现。队头指针front指示队头元素在数组中的位置，队尾指针rear指示队尾元素在数组中的位置。当队列为空时，front=rear=-1，当队列满时，rear=MaxSize-1。 3. 队列的链式存储结构 队列的链式存储结构通常利用单链表来实现。头指针front指向链表的第一个结点，尾指针rear指向链表的最后一个结点。当队列为空时，front=rear=NULL。 【实验内容】 1. 利用栈实现括号匹配算法。 2. 利用队列实现银行排队服务模拟。 3. 设计一个简单的迷宫求解算法，使用栈或队列存储路径。 【实验步骤】 1. 根据实验内容，分别实现栈和队列的相关操作函数。 2. 实现括号匹配算法，使用栈来判断表达式中括号是否匹配。 3. 实现银行排队服务模拟程序，使用队列来模拟顾客排队情况。 4. 设计迷宫求解算法，使用栈或队列来存储路径信息，实现对迷宫的解法。 5. 编写主函数，测试以上功能是否正确实现。 【实验要求】 1. 掌握栈和队列的基本操作，能够熟练使用。 2. 程序运行结果正确，能够满足实验要求。 3. 实验报告应包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验要求等内容，并附上相关的程序源代码。 4. 实验过程中如有问题，应及时向老师请教。 【实验总结】 通过本次实验，我们学会了如何利用栈和队列这两种数据结构来解决实际的问题。栈和队列在计算机科学中有着非常重要的应用，能够有效地解决许多实际问题，如括号匹配、排队服务模拟和迷宫求解等。掌握了栈和队列的基本操作后，我们可以更加灵活地应用它们来解决各种不同的问题，提高程序的效率和可靠性。希望通过本次实验的学习，能够加深对数据结构中栈和队列这两种数据结构的理解，为以后的学习和工作打下坚实的基础。