数据结构三、栈与队列

基础实例：3.1
typedef struct{
                    Elemtype *base[2];
                    Elemtype *top[2];
                  }BDStacktype; //双向栈类型
Status Init_Stack(BDStacktype &tws,int m)//初始化一个大小为m的双向栈tws
{
  tws.base[0]=(Elemtype*)malloc(sizeof(Elemtype));
  tws.base[1]=tws.base[0]+m;
  tws.top[0]=tws.base[0];
  tws.top[1]=tws.base[1];
  return OK;
}//Init_Stack
Status push(BDStacktype &tws,int i,Elemtype x)//x入栈,i=0表示低端栈,i=1表示高端栈
{
  if(tws.top[0]>tws.top[1]) return OVERFLOW; //注意此时的栈满条件
  if(i==0) *tws.top[0]++=x;
  else if(i==1) *tws.top[1]--=x;
  else return ERROR;
  return OK;
}//push
Status pop(BDStacktype &tws,int i,Elemtype &x)//x出栈,i=0表示低端栈,i=1表示高端栈
{
  if(i==0)
  {
    if(tws.top[0]==tws.base[0]) return OVERFLOW;
    x=*--tws.top[0];
  }
  else if(i==1)
  {
    if(tws.top[1]==tws.base[1]) return OVERFLOW;
    x=*++tws.top[1];
  }
  else return ERROR;
  return OK;
}//pop
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3.2
void Train_arrange(char *train)//这里用字符串train表示火车,'H'表示硬席,'S'表示软席
{
  p=train;q=train;
  InitStack(s);
  while(*p)
  {
    if(*p=='H') push(s,*p); //把'H'存入栈中
    else *(q++)=*p; //把'S'调到前部
    p++;
  }
  while(!StackEmpty(s))
  {
    pop(s,c);
    *(q++)=c; //把'H'接在后部
  }
}//Train_arrange
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3.3
Status Bracket_Test(char *str)//判别表达式中小括号是否匹配
{
  count=0;
  for(p=str;*p;p++)
  {
    if(*p=='(') count++;
    else if(*p==')') count--;
    if (count<0) return ERROR;
  }
  if(count) return ERROR; //注意括号不匹配的两种情况
  return OK;
}//Bracket_Test
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3.4
typedef struct {
.             int x;
              int y;
            } coordinate;


void Repaint_Color(int g[m][n],int i,int j,int color)//把点(i,j)相邻区域的颜色置换为color
{
  old=g[i][j];
  InitQueue(Q);
  EnQueue(Q,{I,j});
  while(!QueueEmpty(Q))
  {
    DeQueue(Q,a);
  x=a.x;y=a.y;
    if(x>1)
      if(g[x-1][y]==old)
      {
        g[x-1][y]=color;
        EnQueue(Q,{x-1,y}); //修改左邻点的颜色
      }
    if(y>1)
      if(g[x][y-1]==old)
      {
        g[x][y-1]=color;
        EnQueue(Q,{x,y-1}); //修改上邻点的颜色
      }
    if(x<m)
      if(g[x+1][y]==old)
      {
        g[x+1][y]=color;
        EnQueue(Q,{x+1,y}); //修改右邻点的颜色
      }
    if(y<n)
      if(g[x][y+1]==old)
      {
        g[x][y+1]=color;
        EnQueue(Q,{x,y+1}); //修改下邻点的颜色
      }
  }//while
}//Repaint_Color
分析:本算法采用了类似于图的广度优先遍历的思想,用两个队列保存相邻同色点的横坐标和纵坐标.递归形式的算法该怎么写呢?
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3.5
void NiBoLan(char *str,char *new)//把中缀表达式str转换成逆波兰式new
{
  p=str;q=new; //为方便起见,设str的两端都加上了优先级最低的特殊符号
  InitStack(s); //s为运算符栈
  while(*p)
  {
    if(*p是字母)) *q++=*p; //直接输出
    else
    {
      c=gettop(s);
      if(*p优先级比c高) push(s,*p);
      else
      {
        while(gettop(s)优先级不比*p低)
        {
          pop(s,c);*(q++)=c;
        }//while
        push(s,*p); //运算符在栈内遵循越往栈顶优先级越高的原则
      }//else
    }//else
    p++;
  }//while
}//NiBoLan //参见编译原理教材
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3.6
Status NiBoLan_to_BoLan(char *str,stringtype &new)//把逆波兰表达式str转换为波兰式new
{
  p=str;Initstack(s); //s的元素为stringtype类型
  while(*p)
  {
    if(*p为字母) push(s,*p);
    else
    {
      if(StackEmpty(s)) return ERROR;
      pop(s,a);
      if(StackEmpty(s)) return ERROR;
      pop(s,b);
      c=link(link(*p,b),a);
      push(s,c);
    }//else
    p++;
  }//while
  pop(s,new);
  if(!StackEmpty(s)) return ERROR;
  return OK;
}//NiBoLan_to_BoLan
分析:基本思想见书后注释.本题中暂不考虑串的具体操作的实现,而将其看作一种抽象数据类型stringtype,对其可以进行连接操作:c=link(a,b).
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3.7
Status EnCyQueue(CyQueue &Q,int x)//带tag域的循环队列入队算法
{
  if(Q.front==Q.rear&&Q.tag==1) //tag域的值为0表示"空",1表示"满"
    return OVERFLOW;
  Q.base[Q.rear]=x;
  Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE;
  if(Q.front==Q.rear) Q.tag=1; //队列满
}//EnCyQueue
Status DeCyQueue(CyQueue &Q,int &x)//带tag域的循环队列出队算法
{
  if(Q.front==Q.rear&&Q.tag==0) return INFEASIBLE;
  Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE;
  x=Q.base[Q.front];
  if(Q.front==Q.rear) Q.tag=1; //队列空
  return OK;
}//DeCyQueue
分析:当循环队列容量较小而队列中每个元素占的空间较多时,此种表示方法可以节约较多的存储空间,较有价值.
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3.8
Status EnDQueue(DQueue &Q,int x)//输出受限的双端队列的入队操作
{
  if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front) return OVERFLOW; //队列满
  avr=(Q.base[Q.rear-1]+Q.base[Q.front])/2;
  if(x>=avr) //根据x的值决定插入在队头还是队尾
  {
    Q.base[Q.rear]=x;
    Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE;
  } //插入在队尾
  else
  {
    Q.front=(Q.front-1)%MAXSIZE;
    Q.base[Q.front]=x;
  } //插入在队头
  return OK;
}//EnDQueue
Status DeDQueue(DQueue &Q,int &x)//输出受限的双端队列的出队操作
{
  if(Q.front==Q.rear) return INFEASIBLE; //队列空
  x=Q.base[Q.front];
  Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE;
  return OK;
}//DeDQueue
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3.9
void Train_Rearrange(char *train)//这里用字符串train表示火车,'P'表示硬座,'H'表示硬卧,'S'表示软卧,最终按PSH的顺序排列
{
  r=train;
  InitDQueue(Q);
  while(*r)
  {
    if(*r=='P')
    {
      printf("E");
      printf("D"); //实际上等于不入队列,直接输出P车厢
    }
    else if(*r=='S')
    {
      printf("E");
      EnDQueue(Q,*r,0); //0表示把S车厢从头端入队列
    }
    else
    {
      printf("A");
      EnDQueue(Q,*r,1); //1表示把H车厢从尾端入队列
    }
  }//while
  while(!DQueueEmpty(Q))
  {
    printf("D");
    DeDQueue(Q);
  }//while //从头端出队列的车厢必然是先S后H的顺序
}//Train_Rearrange