pta----堆栈模拟队列实验报告
题目
实验二 堆栈模拟队列
- 实验目的
1、复习C/C++语言程序设计中的知识。
2、熟悉栈和队列的逻辑结构。
3、熟悉栈和队列的基本运算在两种存储结构上的实现，其中以熟悉栈和队列的操作为侧重点。
- 实验内容和要求
[问题描述]
设已知有两个堆栈S1和S2，请用这两个堆栈模拟出一个队列Q。
所谓用堆栈模拟队列，实际上就是通过调用堆栈的下列操作函数:
- int IsFull(Stack S)：判断堆栈S是否已满，返回1或0；
- int IsEmpty (Stack S )：判断堆栈S是否为空，返回1或0；
- void Push(Stack S, ElementType item )：将元素item压入堆栈S；
- ElementType Pop(Stack S )：删除并返回S的栈顶元素。
实现队列的操作，即入队void AddQ(ElementType item)和出队ElementType DeleteQ()。
[基本要求]
（1）输入首先给出两个正整数N1和N2，表示堆栈S1和S2的最大容量。随后给出一系列的队列操作：A item表示将item入列（这里假设item为整型数字）；D表示出队操作；T表示输入结束。
（2）对输入中的每个D操作，输出相应出队的数字，或者错误信息ERROR:Empty。如果入队操作无法执行，也需要输出ERROR:Full。每个输出占1行。
[测试数据]
3 2
A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 D A 6 D A 7 D A 8 D D D D T
[实现提示]
使用两个栈对数据进行一定的出入栈操作，模拟出出入对数据的顺序。
算法设计
1、主要思想：
1.当输入字符A时，将其后输入的数字入栈；
① s1没满直接压入s1；
② s1满了，弹出元素压入s2中，新元素压入s1中；
③ 其他情况输出Full；
2.当输入字符D时，将调用出栈函数；
① s2不空时，直接出；
② s2空，将s1中元素弹出压入s2中，最后在出栈；
③ 其他情况输出Empty；
3. 当输入字符T时，结束程序。
以题中所给测试数据为例，下表是具体操作过程
表一
| 步骤 | S1 | S2 |
| 1 | 1 | Empty |
| 2 | 1 2 | Empty |
| 3 | 1 | 2 |
| 4 | Empty | Empty |
| 5 | 3 | Empty |
| 6 | 3 4 | Empty |
| 7 | 3 | 4 |
| 8 | Empty | Empty |
| 9 | 5 | Empty |
| 10 | 5 6 | Empty |
| 11 | 5 | 6 |
| 12 | Empty | Empty |
| 13 | 7 | Empty |
| 14 | 7 8 | Empty |
| 15 | 7 | 8 |
| 16 | Empty | Empty |
2、本程序包含三个模块
2.1 准备工作——主函数接收数据
1.接收到两个栈的长度时，首先应判断大小，s2长度应大于s1；
2.使用while循环接收字符，根据字符接收数据调用相应函数；
int main(){cin>>m1>>m2;int t;if(m1>m2){t=m1;m1=m2;m2=t;}char ch;while(cin>>ch)//接收指令字符{if(ch=='T')break;else if(ch=='A'){cin>>n;AddQ(n);//模拟入队}else DeleteQ();//模拟出队}return 0;}2.2 模拟入队操作
1.s1没满直接压入s1；
2.s1满了，弹出元素压入s2中，新元素压入s1中；
3.其他情况输出Full；
void AddQ(int n){if(s1.size()!=m1)//s1栈不满直接入栈{s1.push(n);}else if(s2.empty())//s1栈满时将s1中的数据压到s2中{while(!s1.empty()){s2.push(s1.top());s1.pop();}s1.push(n);}else cout<<"ERROR:Full"<2.3模拟出队操作
1.s2不空时，直接出；
2.s2空，将s1中元素弹出压入s2中，最后在出栈；
3.其他情况输出Empty；
void DeleteQ(){if(!s2.empty())//s2不空时，直接出；{cout<- 实验结果
1.输入3 2
A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 D A 6 D A 7 D A 8 D D D D T，输出结果如图1所示。
图1 实验结果
- 算法性能分析
（1）时间复杂度： 此算法从头到尾读入每个字符，若字符总长度为n，则此算法的时间复杂度为O(n）。
（2）空间复杂度：此算法在运行时所占用的空间取决于栈的大小，显然 ，他们的空间大小之和不会超过n，所以此算法的空间复杂度为O(n)。
- 总结
此次上机实验应用了栈实现了一次实际操作，完成了通过控制出入栈条件，实现了两个栈去模拟对列，不仅对此次编译程序的算法思想有了新的认识，还让我深刻地体会到了栈和队列的重要性以及其应用的方便，并且对栈和队列加深了印象，应用了书本中的算法思想，对我以后的编译以及完成新的程序有很大的帮助。
- 源程序（带注释）
#include using namespace std;stack s1;stack s2;int m1,m2,n;void AddQ(int n){if(s1.size()!=m1)//s1栈不满直接入栈{s1.push(n);}else if(s2.empty())//s1栈满时将s1中的数据压到s2中{while(!s1.empty()){s2.push(s1.top());s1.pop();}s1.push(n);}else cout<<"ERROR:Full"<>m1>>m2;int t;if(m1>m2){t=m1;m1=m2;m2=t;}char ch;while(cin>>ch)//接收指令字符{if(ch=='T')break;else if(ch=='A'){cin>>n;AddQ(n);//模拟入队}else DeleteQ();//模拟出队}return 0;} 下一篇：C语言文件操作