使用栈和队列判断回文字符序列
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更新于2024-09-18
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"利用栈和队列实现字符序列回文判断算法"
在计算机科学中,回文是一种特殊的字符串,无论从左向右读还是从右向左读,其字符顺序都完全相同。例如,"321123" 和 "ableelba" 都是回文。本实验旨在通过编程实现一个算法,用于判断输入的以 '@' 结束的字符序列是否为回文。
实验的目标是熟练掌握栈和队列这两种数据结构的基本操作,并能运用它们解决实际问题。栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,而队列则是一种先进先出(FIFO)的数据结构。在这次实验中,我们将结合这两种数据结构的特点来实现回文检测。
首先,我们定义了两个常量:`STACK_INIT_SIZE` 和 `STACK_INCREMENT`,分别代表栈的初始大小和每次扩容的增量。接着,定义了两个结构体 `SqStack`(用于表示顺序栈)和 `LinkQueue`(用于表示链式队列),以及它们的元素类型 `SElemType`(在这里是 `char` 类型,因为我们要处理字符序列)。
初始化操作是创建这两个数据结构的基础。`SqStackInitStack` 函数用于初始化顺序栈,它分配内存并设置栈顶指针。`LinkQueueInitQueue` 函数初始化链队列,创建一个空队列,队头和队尾指针均指向头结点。
接下来,我们需要实现关键的函数:入栈(`Push`)和出栈(`Pop`)操作,以及入队(`EnQueue`)和出队(`DeQueue`)操作。这些操作对于回文检测至关重要,因为我们可以利用栈来保存字符序列的前半部分,然后使用队列来处理后半部分,最后比较两者是否相同。
在回文判断算法中,我们可以先将字符序列的前半部分压入栈,遇到 '@' 结束符时停止。然后,将剩余的字符序列依次入队。如果序列长度为奇数,那么中间的字符可以忽略。最后,我们逐个弹出栈中的元素并与队列头部的元素进行比较,如果所有元素都相等,则说明序列是回文。
在具体实现上,`Push` 函数会在栈满时进行扩容,`Pop` 函数会返回栈顶元素并将其移除,`EnQueue` 函数会在队列满时创建新的队列节点,而 `DeQueue` 函数会返回队头元素并更新队列状态。这些操作都需要考虑边界条件,确保数据结构的正确性。
实验步骤可能包括以下内容:
1. 读取字符序列,直到遇到 '@' 结束符。
2. 对于每个读取到的字符(除了 '@'),执行 `Push` 操作将其压入栈。
3. 当遇到 '@' 时,停止读取,并开始处理队列。
4. 将剩余的字符序列执行 `EnQueue` 操作,加入队列。
5. 使用 `Pop` 和 `DeQueue` 操作,对比栈顶元素与队头元素,直至栈为空或队列为空。
6. 如果在整个过程中所有对比都成功,那么字符序列是回文;否则,不是回文。
通过这个实验,不仅可以加深对栈和队列的理解,还能锻炼解决问题的能力,为后续的编程实践打下坚实基础。
2012-11-11 上传
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