数据结构实验五串、数组和广义表

原创已于 2025-10-14 18:24:17 修改 · 857 阅读

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#数据结构

于 2025-10-14 17:10:06 首次发布

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本节实验课总体安排：

1、把理论课剩下的几节广义表讲完。

2、回顾上节课内容，设计一道栈和队列的编程题。

3、熟悉本章内容，设计一道串的算法题。

4、给同学们介绍2025金砖大赛低零代码大赛，低代码的相关知识和赛项的注意事项。

一、栈和队列的程序题

回文是指正读反读均相同的字符序列，如“abba”和“abdba”均是回文，但“good” 不是回文。试写一个算法判定给定的字符向量是否为回文。(提示:将一半字符入栈)

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

#define StackSize 100
typedef char DataType;

typedef struct {
    DataType data[StackSize];
    int top;
} SeqStack;

// Initialize stack
void InitStack(SeqStack *s) {
    s->top = -1;
}

// Check if stack is empty
bool EmptyStack(SeqStack *s) {
    return s->top == -1;
}

// Push operation
bool Push(SeqStack *s, DataType x) {
    if (s->top == StackSize - 1)
        return false; // Stack overflow
    s->data[++(s->top)] = x;
    return true;
}

// Pop operation
DataType Pop(SeqStack *s) {
    if (EmptyStack(s))
        return '\0'; // Stack underflow
    return s->data[(s->top)--];
}

// Check if string is palindrome
bool IsHuiwen(char *t) {
    SeqStack s;
    int i, len;
    char temp;

    InitStack(&s);
    len = strlen(t);

    for (i = 0; i < len / 2; i++)
        Push(&s, t[i]);

    if (len % 2 != 0)
        i++;

    while (!EmptyStack(&s)) {
        temp = Pop(&s);
        if (temp != t[i])
            return false;
        i++;
    }
    return true;
}

// Main function
int main() {
    char str[StackSize];
    scanf("%s", str);

    if (IsHuiwen(str))
        printf("true\n");
    else
        printf("false\n");

    return 0;
}

二、上述代码讲解

一、算法思路（核心思想）

回文的定义：正着读和反着读完全一样的字符串。

判断思路是：

把字符串前一半的字符依次入栈；
如果字符串长度是奇数，跳过中间那个字符；
然后从后一半开始，与栈顶元素依次比较：
- 如果每次都相等 → 是回文；
- 若有不等 → 不是回文。

因为栈的后进先出（LIFO）特性，弹出顺序正好与输入顺序相反，能实现“反读”的效果。

二、栈结构与操作函数

1栈的定义

typedef struct {

    DataType data[StackSize];

    int top;

} SeqStack;

data：用数组保存栈中元素（最大100个）；
top：栈顶指针（初始化为 -1 表示空栈）。

2 初始化函数

void InitStack(SeqStack *s) {

    s->top = -1;

}

将 top 设为 -1，表示栈为空。

3 判空函数

bool EmptyStack(SeqStack *s) {

    return s->top == -1;

}

当 top == -1 时返回 true，说明栈中没有元素。

4入栈操作

bool Push(SeqStack *s, DataType x) {

    if (s->top == StackSize - 1)

        return false; // 栈满

    s->data[++(s->top)] = x;

    return true;

}

若栈没满，先 top++ 再把元素放进去；

用于压入字符。

5 出栈操作

DataType Pop(SeqStack *s) {

    if (EmptyStack(s))

        return '\0'; // 栈空返回空字符

    return s->data[(s->top)--];

}

若栈非空，返回栈顶元素，并将 top 减 1；

实现“后进先出”。

三、判断是否为回文的核心函数

bool IsHuiwen(char *t) {

    SeqStack s;

    int i, len;

    char temp;

    InitStack(&s);

    len = strlen(t);

    for (i = 0; i < len / 2; i++)

        Push(&s, t[i]);

👉 第一步：将前半部分入栈

若字符串 "abba" → len = 4，前一半是 "ab"；
若 "abdba" → len = 5，前一半 "ab" 入栈，d 是中间字符。

    if (len % 2 != 0)

        i++;

👉 第二步：若长度为奇数，跳过中间字符

比如 "abdba"，len=5 是奇数，i=2 时跳过 d（中间字符）。

    while (!EmptyStack(&s)) {

        temp = Pop(&s);

        if (temp != t[i])

            return false;

        i++;

    }

👉 第三步：依次出栈并比较

每次弹出一个栈顶字符；
与字符串后半部分的字符 t[i] 对比；
若有一个不等，则不是回文；
若全部相等，则是回文。

    return true;

}

👉 第四步：全部匹配成功则返回 true。

四、主函数

int main() {

    char str[StackSize];
    scanf("%s", str);

    if (IsHuiwen(str))

        printf("true\n");

    else

        printf("false\n");

    return 0;

}

从输入中读取一个字符串；

调用 IsHuiwen() 判断；
输出结果 true 或 false。

五、举个例子：输入 "abdba"

步骤	栈内容（top→）	当前字符对比	说明
入栈阶段	a → b	—	压入前半部分“ab”
跳过中间字符	—	d	奇数长度跳过“d”
出栈比较1	栈顶 b	b	匹配
出栈比较2	栈顶 a	a	匹配
栈空结束	—	—	全部匹配 → 回文

输出：true

三、串的算法题

leetcode 3 给定一个字符串，找出不含有重复字符的最长子串的长度。

	int lengthOfLongestSubstring(char* s)
	{
		int max = 0;
		int left = 0,right = 0; 
		int i = 0;
		int length = strlen(s);

        for(int i=0; i<length; i++){
            if(left<=right){
                for(int j=left;j<right;j++)
                {
                    if(s[j]==s[right]){
                        left =j+1;
                        break;
                    }
                }
            }
            max = max <(right-left+1) ? (right-left +1):max;
            right++;
        }
    
		return max;
	}

四、上述代码讲解

一、题目要求

给定一个字符串 s，请找出其中 不包含重复字符的最长子串的长度。

例如：

输入	输出	解释
"abcabcbb"	3	最长子串是 "abc"
"bbbbb"	1	最长子串是 "b"
"pwwkew"	3	最长子串是 "wke"

二、算法核心思路 —— 滑动窗口

滑动窗口 是一种常用的字符串或数组算法技巧。
用两个指针 left 和 right 来维护一个当前无重复子串的范围 [left, right)。

算法流程：

初始时，窗口为空：left = 0, right = 0
每次扩大 right（右指针向右移动）；
如果发现有重复字符，就移动 left（左指针）缩小窗口；
在每次操作后，更新当前窗口的最大长度。

三、代码讲解（逐行分析）

int lengthOfLongestSubstring(char* s)
{
    int max = 0;                 // 保存当前找到的最大子串长度
    int left = 0, right = 0;     // 滑动窗口的左右边界
    int length = strlen(s);      // 字符串长度

    for (int i = 0; i < length; i++) {
        if (left <= right) {
            for (int j = left; j < right; j++) {
                if (s[j] == s[right]) {  // 如果在窗口中发现重复字符
                    left = j + 1;        // 将左边界移到重复字符的下一个位置
                    break;
                }
            }
        }
        max = max < (right - left + 1) ? (right - left + 1) : max;  // 更新最大长度
        right++;   // 扩大右边界
    }

    return max;
}

四、关键步骤详细说明

1. left 和 right 是窗口的左右边界

它们代表当前子串 s[left...right] 没有重复字符。

每次循环，right 向右移动一个字符；
若新加入的字符与窗口内已有字符重复，则移动 left。

2. 检查是否重复

for (int j = left; j < right; j++) {

    if (s[j] == s[right]) {

        left = j + 1;

        break;

    }

}

这一段代码的作用是：

从 left 到 right-1 扫描当前窗口；
一旦发现 s[right] 已在窗口中存在（重复字符），
就把 left 移动到重复字符的下一个位置；
这样新的窗口 [left, right] 内重新保证没有重复字符。

3. 更新最大长度

max = max < (right - left + 1) ? (right - left + 1) : max;

每次窗口变化时，计算当前窗口长度 (right - left + 1)；
如果比历史最大值 max 大，就更新它。

4. 移动右指针

right++;

向右扩张窗口，不断尝试加入新的字符。

五、运行过程举例：输入 "abcabcbb"

步骤	left	right	当前窗口	新字符	是否重复	更新后left	max
1	0	0	""	'a'	否	0	1
2	0	1	"a"	'b'	否	0	2
3	0	2	"ab"	'c'	否	0	3
4	0	3	"abc"	'a'	✅ 重复	1（跳过旧a）	3
5	1	4	"bca"	'b'	✅ 重复	2	3
6	2	5	"cab"	'c'	✅ 重复	3	3
7	3	6	"abc"	'b'	✅ 重复	5	3
8	5	7	"b"	'b'	✅ 重复	7	3

最后 max = 3，即最长子串 "abc"。

五、2025金砖国家低代码开发大赛

1、低代码开发介绍

【这里以明道云平台为例子，本赛事有专门的开发平台，仅用来向同学们展示低代码开发流程】

一、什么是低代码开发？

低代码开发 是一种利用 图形化界面 + 少量代码 来构建应用的软件开发方式。
它的目标是让：

专业开发者能 更快地交付系统；
非程序员（如业务人员）也能 参与应用搭建。

💡 用一句话总结：

“低代码 = 用拖拽、配置代替大量手写代码。”

常见低代码平台有：

企业类：Mendix、OutSystems、Power Apps、阿里云宜搭、华为云应用魔方
测试类/自动化类：Testin、Tencent WeTest、蓝湖Flow、简道云

二、低代码开发的一般流程

可以分为 六个阶段 👇

① 需求分析与建模

目标： 明确业务逻辑、系统结构。
主要任务：

与业务方沟通，梳理流程、角色、数据对象；
在平台上创建 业务模型 / 数据模型；
设计实体（如用户、订单、项目）及字段关系。

工具操作：

用平台的“数据建模器”拖出实体关系；
定义字段类型（文本、日期、数值、引用等）；
设计流程图或用例图。

产出：
业务需求文档、数据模型、初步流程图。

② 页面设计（前端界面搭建）

目标： 设计用户可见的交互界面。
主要任务：

通过 拖拽组件（表单、表格、按钮、图表）构建页面；
配置页面与数据表的绑定；
设置交互逻辑（如点击按钮触发流程）。

工具操作：

拖拽UI控件；
用“属性面板”设置样式与事件；
可嵌入少量脚本（JavaScript、逻辑表达式）。

产出：
动态页面原型 + 交互逻辑配置。

③ 业务逻辑与流程配置

目标： 定义应用的行为逻辑（类似后端逻辑）。
主要任务：

设计工作流（Workflow）；
设置条件判断、循环、分支；
调用API、数据库操作；
定义触发条件（如提交表单 → 审批流 → 发邮件）。

工具操作：

拖拽“流程节点”（如条件判断、任务节点、接口调用）；
用“可视化流程图”连接逻辑；
在必要处编写简短代码块。

产出：
业务流程配置文件、触发规则、API绑定。

④ 数据集成与系统对接

目标： 让低代码应用与外部系统交互。
主要任务：

调用外部API；
对接数据库或中台系统；
绑定第三方服务（如支付、短信、AI接口）。

工具操作：

配置 RESTful 接口；
绑定数据源；
设置认证与参数映射。

产出：
接口配置文档、连接测试结果。

⑤ 测试与发布

目标： 验证应用功能是否正确。
主要任务：

平台自带“预览模式”进行交互测试；
编写自动化测试脚本（若平台支持）；
在测试环境发布并验证；
无误后推送到生产环境。

工具操作：

“一键预览”运行；
使用内置调试控制台；
低代码平台通常提供“版本回滚”功能。

产出：
测试报告、发布版本记录。

⑥ 维护与运营

目标： 监控运行、优化性能、版本迭代。
主要任务：

收集用户反馈；
修改数据模型或流程；
快速热更新（无需重新部署）。

工具操作：

平台的“日志分析”或“性能监控”界面；
在线编辑并保存新版本；
支持灰度发布。

产出：
优化后的版本、运维报告。

三、低代码开发流程一览图

┌──────────────────────────┐

│ ① 需求建模 │→ 数据建模 │

└──────┬──────────────┘

↓

┌──────────────────────────┐

│ ② 页面设计（拖拽UI） │

└──────┬──────────────┘

↓

┌──────────────────────────┐

│ ③ 业务流程配置（逻辑流） │

└──────┬──────────────┘

↓

┌──────────────────────────┐

│ ④ 系统集成 / API绑定 │

└──────┬──────────────┘

↓

┌──────────────────────────┐

│ ⑤ 测试与部署 │

└──────┬──────────────┘

↓

┌──────────────────────────┐

│ ⑥ 维护与版本迭代 │

└──────────────────────────┘

四、低代码开发的角色分工

角色	主要职责
业务分析师（BA）	提炼业务流程，建模
开发人员	负责复杂逻辑与接口开发
测试工程师	执行功能测试、回归测试
业务人员 / 运营	使用可视化工具修改配置
平台管理员	管理部署与权限

五、低代码的优缺点总结

优点	缺点
快速开发、交付周期短	灵活性不如手写代码
图形化界面，易于上手	平台封闭，难迁移
支持自动化测试与发布	性能优化空间有限
适合原型验证、小型系统	大型复杂业务可能受限