本文档详细介绍了数据结构实验的目的、内容和步骤，包括栈和队列的顺序存储和链式存储结构，压栈、出栈、入队、出队操作的实现，以及一个十进制转二进制的算法。选做题目涉及模拟饭堂排队打饭的管理系统。实验要求学生遵循实验报告模板，做好预习，完成实验报告并上传至个人主页。
一、实验目的
1、 熟练掌栈和队列的结构特点，掌握栈和队列的顺序存储和链式存储结构和实现。
2、 学会使用栈和队列解决实际问题。
二、实验内容
1、自己确定结点的具体数据类型和问题规模：
分别建立一个顺序栈和链栈，实现栈的压栈（插入元素）和出栈（删除元素）操作。
分别建立一个顺序队列和链队列，实现队列的入队和出队操作。
2、设计算法并写出代码，实现一个十进制数转换成2进制数。
3、选做题（*）
设计一个模拟饭堂排队打饭管理软件，实现“先来先打饭”的排号叫号管理。
三、实验步骤
1、依据实验内容分别说明实验程序中用到的数据类型的定义；
2、相关操作的算法表达；
3、完整程序；
4、总结、运行结果和分析。
5、总体收获和不足，疑问等。
四、实验要求
1、 按照数据结构实验任务书，提前做好实验预习与准备工作。
2、 加“*”为选做题。做好可加分。
3、 严格按照数据结构实验报告模板和规范，及时完成实验报告。
4、 在个人主页上发文章提交作业。
5、 实验课会抽查3-5人，希望你可以被查到！
1、自己确定结点的具体数据类型和问题规模：
分别建立一个顺序栈和链栈，实现栈的压栈（插入元素）和出栈（删除元素）操作。
答：
完整代码：
#ifndefSeqStack_H //避免重复包含头文件
# defineSeqStack_H
const intStackSize=10; //栈最多有10个元素
template<class DataType>
class SeqStack
{
private:
DataType data[StackSize]; //存放栈元素的数组
int top; //栈顶指针
public:
SeqStack();
~SeqStack(){}
void Push(DataType x); //入栈操作，将元素X入栈
DataType Pop(); //出栈操作，将栈顶元素弹出
DataType GetTop() //取出栈顶元素（并不删除）
int Empty() //判断栈是否为空
};
#endif
#include"SeqStack.h" //引入类的声明 以下是类的成员函数定义
template<class DataType>
SeqStack<DataType>::SeqStack()
{
top=-1;
}
template<class DataType>
SeqStack<DataType>::Push(DataTypex)
{
if(top==StackSize-1) throw"上溢";
top++;
data[top]=x;
}
template<class DataType>
SeqStack<DataType>::Pop()
{
DataType x;
if(top==-1) throw"下溢";
x=data[top--];
return x;
}
template<class DataType>
SeqStack<DataType>::GetTop()
{
if(top!=-1)
return data[top];
}
template<class DataType>
SeqStack<DataType>::Empty()
{
if(top==-1) return 1;
else return 0;
}
#include<iostream.h>
#include"SeqStack.cpp"
void main()
{
SeqStack<int> S; //创建模板类的实例
if(S.Empty())
cout<<"栈为空"<<endl;
else
cout<<"栈非空"<<endl;
cout<<"对15和10执行入栈操作"<<endl;
S.Push(15);
S.Push(10);
cout<<"栈顶元素为："<<endl;
cout<<"S.GetTop()"<<endl;
cout<<"执行一次出栈操作"<<endl;
S.Pop();
cout<<"栈顶元素为："<<endl;
cout<<S.GetTop()<<endl;
}答：
完整代码：
#ifndefLinkQueue_H
#defineLinkQueue_H
template<class DataType> //定义链队列的结点
structNode
{
DataType data;
Node<DataType> *next;
};
template<class DataType>
classLinkQueue
{
public:
LinkQueue();
~LinkQueue();
void EnQueue(DataType x); //将元素X入队
DataType DeQueue(); //将队头元素出队
DataType GetQueue(); //取链队列的队头元素
int Empty(); //判断链队列是否为空
private:
Node<DataType> *front,*rear; //队头和队尾指针
};
#endif;
#include"LinkQueue.h"
template<class DataType>
LinkQueue<DataType>::LinkQueue()
{
Node<DataType> *s=NULL;
s=new Node<DataType>;
s->next=s;
front=rear=s;
}
template<class DataType>
LinkQueue<DataType>::~LinkQueue()
{
Node<DataType> *p=NULL;
while(front!=NULL)
{
p=front->next;
delete front;
front=p;
}
}
template<class DataType>
voidLinkQueue<DataType>::EnQueue(DataType x)
{
Node<DataType> *s=NULL;
s=new Node<DataType>;
s->data=x;
s->next=NULL; //申请一个数据域为x的结点s
s->next=NULL;
rear->next=s;rear=s; //将结点插入到队尾
}
template<class DataType>
DataTypeLinkQueue<DataType>::DeQueue()
{
Node<DataType> *p=NULL;
int x;
if(rear==front) throw"下溢";
p=front->next;
x=p->data; //暂存队头元素
front->next=p->next; //将队头元素所在结点摘链
if(p->next==NULL) rear=front; //判断出队前队列长度是否为1
delete p;
return x;
}
template<class DataType>
DataTypeLinkQueue<DataType>::GetQueue()
{
if(front!=rear)
return front->next->data;
}
template<class DataType>
intLinkQueue<DataType>::Empty()
{
if(front==rear)
return 1;
else
return 0;
}
#include<iostream>
usingnamespace std;
#include"LinkQueue.cpp"
voidmain()
{
LinkQueue<int> Q;
if(Q.Empty())
cout<<"队列为空"<<endl;
else
cout<<"队列非空"<<endl;
cout<<"元素10和15执行入队操作："<<endl;
try
{
Q.EnQueue(10);
Q.EnQueue(15);
}
catch(char* wrong)
{
cout<<wrong<<endl;
}
cout<<"查看队头元素："<<endl;
cout<<Q.GetQueue()<<endl;
cout<<"执行出队操作："<<endl;
try
{
Q.DeQueue();
}
catch (char* wrong)
{
cout<<wrong<<endl;
}
cout<<"查看队头元素："<<endl;
cout<<Q.GetQueue()<<endl;
}<1>依据实验内容分别说明实验程序中用到的数据类型的定义；
答： void Push(DataType x); 空类型
void Decimaltor(int num); 空类型
int top; 整型
const int StackSize=10; 整型
<2>相关操作的算法表达；
答：（1）将十进制数转换为二进制数
voidSeqStack<DataType>::Decimaltor(int num)
{
int k;
top=-1;
while(num!=0)
{
k=num%2; //得到余数
Push(k);
num=num/2;
}
while(top!=-1)
{
cout<<Pop();
}
}
<3>完整代码：
答：
#include<iostream>
usingnamespace std;
constint StackSize=10;
template<classDataType>
classSeqStack
{
public:
SeqStack(); //构造函数，栈的初始化
~SeqStack(){}; //析构函数
void Push(DataType x); //将x入栈
DataType Pop(); //将栈顶元素弹出
void Decimaltor(int num); //将十进制数转换为二进制数
private:
DataType data[StackSize]; //存放栈元素的数组
int top; //栈顶指针，指示栈顶元素在数组中的下标
};
template<classDataType>
SeqStack<DataType>::SeqStack()
{
top=-1;
}
template<classDataType>
voidSeqStack<DataType>::Push(DataType x)
{
if(top==StackSize-1)throw"上溢";
top++;
data[top]=x;
}
template<classDataType>
DataTypeSeqStack<DataType>::Pop()
{
DataType x;
if(top==-1)throw"下溢";
x=data[top--];
return x;
}
template<classDataType>
voidSeqStack<DataType>::Decimaltor(int num)
{
int k;
top=-1;
while(num!=0)
{
k=num%2; //得到余数
Push(k);
num=num/2;
}
while(top!=-1)
{
cout<<Pop();
}
}
int main()
{
int num;
SeqStack<int>S;
cout<<"请输入一个十进制的数字："<<endl;
cin>>num;
S.Decimaltor(num);
return 0;
}
2、设计算法并写出代码，实现一个十进制数转换成2进制数。
<1>依据实验内容分别说明实验程序中用到的数据类型的定义；
答： void Push(DataType x); 空类型
void Decimaltor(int num); 空类型
int top; 整型
const int StackSize=10; 整型
<2>相关操作的算法表达；
答：（1）将十进制数转换为二进制数
voidSeqStack<DataType>::Decimaltor(int num)
{
int k;
top=-1;
while(num!=0)
{
k=num%2; //得到余数
Push(k);
num=num/2;
}
while(top!=-1)
{
cout<<Pop();
}
} 4.运行结果
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