DS博客作业03--栈和队列

1.本周学习总结

本章主要学习了栈和队列的相关知识，从组成元素的逻辑关系看，栈和队列都属于线性结构。栈是一种只能在一端进行插入或删除操作的线性表，其特点是“后进先出”；而队列只允许在表的一端进行插入操作，在表的另一端进行删除操作，其特点是“先进先出”。栈就像篮子，先往里放东西只能压底，后放的就能先拿出来；而队列就像排队，先到的人可以先走，后到的人只能排在最后。由队列派生的数据结构还有循环队列、双端队列，正是两种限制条件产生的特殊性，才使得在运用时能高效地处理问题。栈应用在简单的表达式求值和迷宫问题，而队列应用在报数问题和迷宫问题。虽然都能解决迷宫问题，但栈的解法只是其中一种，而队列的解法一定是最优解。
虽然用途广泛，但栈和队列的函数定义是比较麻烦的，需要定义多个处理操作，这就需要我们学习c++的stl容器的使用了。头文件为栈和队列，其中自带的一些操作函数十分实用，方便我们设计程序。还有符号配对的题目时，find函数的应用也能简化配对的步骤。所以在学习新的知识时，不能只是局限于书上的知识，还需要通过在网上找一些小技巧，能让我们在解决问题的时候技高一筹，处理得更加轻松。

2.PTA实验作业

2.1.题目1：在一个数组中实现两个堆栈

本题要求在一个数组中实现两个堆栈。

2.1.1设计思路

实现在一个堆栈的数组中，从头和从尾分配两个堆栈，需要进行分类讨论。在C语法中定义栈时，需要注意加上强制类型转换进行定义。先判断要使用的是哪个栈，再进行那个栈的处理，两个栈独立，这个过程不涉及另一个栈，故采用if-else的语句来区别两个栈。其中栈满的情况只有一种，就是两边数据碰撞的时候，即前面的栈顶加一等于后面的栈顶，可以一起判断；而栈空的情况有两种，就需要分两种情况判断，第一种是栈顶指针为-1，第二种是栈顶指针为数组尾。

2.1.2代码截图

2.1.3本题PTA提交列表说明

Q1：刚开始的时候题意不是很理解题意，不清楚两个堆栈到底怎么分配
A1：后来细想堆栈的特点就是堆栈数组有两个方向，但只需要一个插入点，故理解一边一个堆栈的设计方法。
Q2：答案错误的原因是，在先移动指针还是先修改数据的顺序选择上需要进行仔细思考
A2：自加和自减能更简便地表达出指针和数据的改动，方便处理返回数据时先返回后移指针的这种情况。

2.2.题目2：舞伴问题

假设在周末舞会上，男士和女士们分别进入舞厅，各自排成一队。跳舞开始，依次从男队和女队队头各出一人配成舞伴，若两队初始人数不同，则较长那一队未配对者等待下一轮舞曲。现要求写一算法模拟上述舞伴配对问题。你需要用队列操作实现上述算法。请完成下面5个函数的操作。

2.2.2代码截图

2.2.3本题PTA提交列表说明

Q1：前四个函数为简单的队列操作，故可以用一条语句完成
A1：在函数返回数据时采用返回算式的写法，可增加代码的简洁性，编译错误就是出现在整理代码的时候。
Q2：同时处理两个队列配对问题时，需要设置好配对结束的终止条件
A2：分步处理两种不同结果，当任一队列为空时结束配对循环，并将非空的队列数据返回。

2.3.题目3：符号配对

请编写程序检查C语言源程序中下列符号是否配对：/与/、(与)、[与]、{与}。

2.3.1设计思路

要求检查一段代码中左右符号需要进行配对，最近的括号间进行配对，有一对不正确则代码错误。这类题目处理时，大部分情况每个符号间是独立的，故采用getchar来进行逐一识别，小部分来特殊处理。根据每个右符号与前一个符号进行比较这个特性，我们可以选择“后进先出”的栈进行字符存储。当遇到左括号时符号入栈，当遇到右符号时与栈顶比较，若配对则让栈顶的符号出栈，若不配对则代码错误。
由于其中存在一组特殊的左右符号为“/”和“/”，它们由两个字符组成，所以判断时需要多读取下一个符号才能完成配对。同样的，’.‘不能代表代码结束，只有当读到只有一个句点’.‘和一个回车的时候，才标志着输入结束，故也要多读取下一个符号。配对时定义字符串、字符数组和运用find函数都能使代码更加简洁易懂。

2.3.2代码截图

2.3.3本题PTA提交列表说明

Q1：符号配对失败的情况有多种，需要进行准确的判断
A1：可以通过devc举例模拟，也可以通过直接输入来对应测试点的要求，可以减少在这方面耽误的时间，这也是我一排“部分正确”的原因。
Q2：一步步修正代码后，最后剩下的测试点是配对完所有代码后有多余左括号的情况
A2：遇到左括号只管入栈，会造成最后虽然正常结束遍历代码但栈中仍有剩余符号，故需要另外进行栈是否为空的判断，若不为空才是配对成功。

2.4.题目4：jmu-报数游戏

报数游戏是这样的：有n个人围成一圈，按顺序从1到n编好号。从第一个人开始报数，报到m（m<n）的人退出圈子；下一个人从1开始报数，报到m的人退出圈子。如此下去，直到留下最后一个人。其中n是初始人数；m是游戏规定的退出位次（保证为小于n的正整数）。要求用队列结构完成。输出数字间以空格分隔，但结尾不能有多余空格。

2.4.1设计思路

题意明确，排到的人若是则退出圈，若不是则继续报数，顺序与“先进先出”相似，所以采用队列解题。设计程序时，报到m的人出队输出，其余的人出队入队，等待下一次报数，直到全员报完。由于m的值会多次循环，所以采用累加取余数的方法替代从一开始。
需要注意的几点是，第一，queue容器定义的队列为动态分配空间，所以不用担心队满的问题，减轻代码量；第二，刚定义队列时队列是空的，所以需要我们自行加入序数作为初始圈；第三，输出时结尾不能有多余空格，所以要用flag区分输出。

2.4.2代码截图

2.4.3本题PTA提交列表说明

Q1：做这道题时思路清晰且用devc处理了编译错误，所以pta上一遍过
A1：queue容器的使用使得队列的应用容易了许多，只要题意理解，这类题目问题不大。

3、栈和队列上机考试

错题一：符号配对