数据结构课程设计：栈、队列与中缀转后缀算法

"数据结构课程设计，涉及栈和队列的应用，包括中缀表达式转后缀表达式的算法设计。" 本文档主要介绍了数据结构课程设计中的一个重要主题——栈和队列，以及它们在中缀表达式转换为后缀表达式中的应用。栈和队列是两种基本的数据结构，在计算机科学和编程中扮演着重要角色。 1. 栈（Stack）： 栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，常被称为“压栈”和“弹栈”。在顺序存储的栈中，通常使用一个数组来存储元素，并通过一个变量指向栈顶。当进行入栈操作时，如果栈未满（栈顶指针等于最大容量减1），则可以添加元素；反之，如果栈已满，继续入栈会导致上溢错误。出栈和查看栈顶元素时，需要先检查栈是否为空，以避免下溢错误。 2. 队列（Queue）： 队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，类似于现实生活中的排队。顺序存储的队列通常使用一个数组，同时维护两个指针，一个指向队首（front），另一个指向队尾（rear）。入队操作是在队尾添加元素，将rear指针加1；出队操作则是移除队首元素，将front指针加1，并返回移除的元素。判断队列是否为空是通过front是否等于rear来实现的。 3. 概要分析： 设计的程序应实现栈和队列的基本操作，包括初始化、插入元素、删除元素、获取栈顶/队头元素、遍历栈/队列以及清空栈/队列。 4. 详细设计： 在中缀表达式到后缀表达式的转换过程中，栈用于暂存运算符。算法大致步骤如下： - 读取中缀表达式的字符，如果是数字，直接放入输出队列； - 如果是运算符，将栈中所有优先级高于或等于当前运算符的运算符弹出并放入输出队列，然后将当前运算符压栈； - 遇到左括号，直接压栈； - 遇到右括号，将栈顶直到遇到的第一个左括号之间的所有运算符弹出并放入输出队列，然后删除栈中的左括号。 通过这样的方式，可以确保后缀表达式的正确生成，遵循运算符的优先级和括号规则。 5. 实现： 程序代码部分会包含这些算法的实现细节，包括栈和队列的数据结构定义、基本操作函数以及中缀转后缀的转换函数。运行与测试章节则展示了程序的执行过程和结果验证，总结与心得部分可能涵盖了设计过程中的难点、学习体会和改进方案。 6. 参考文献： 最后，参考文献部分列出了设计过程中参考的相关资料和文献，供进一步学习和研究。 这个课程设计旨在让学生深入理解栈和队列的概念，掌握其在实际问题中的应用，并提高问题解决和算法设计的能力。通过这样的实践，学生能够更好地理解和运用数据结构的基础知识。