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C++实验6：编写程序实现相关要求

2023-06-23 22:03:25 深夜i -- --

C++ 实验6 编写程序相关要求实现

在计算机科学领域中，C++ 是广泛使用的一种编程语言。C++ 可以实现面向对象编程，也可以实现属于低级语言的底层操作。在这篇文章中，我们将探讨实验 6，C++ 语言的编写，以及通过程序实现相关要求的步骤。

在本次实验中，我们将主要关注 C++ 语言中数据结构的使用方法。数据结构包括数组、链表、栈和队列等。这些数据结构是编写各种应用程序时最基本的元素和组成部分之一。因此，了解如何使用这些数据结构是编写高效程序的关键。

首先，我们需要了解本次实验所涉及的要求和目标。实验 6 的目标是编写一个程序，实现以下要求：

1. 输入若干个整数并存储在数组中；

2. 正向输出存储在数组中的整数；

3. 反向输出存储在数组中的整数；

4. 使用链表实现对这些整数的操作，包括插入、删除和查找等；

5. 使用栈和队列实现对这些整数的操作，包括进栈、出栈、进队列和出队列等。

实现这些要求需要遵循一些基本的步骤。首先，我们需要了解如何在 C++ 中声明和定义数组、链表、栈和队列等数据结构。其次，我们需要编写具体的代码来达到实验要求。

以数组为例，下面是一段用于输入并存储整数的代码：


const int SIZE = 10;
int arr[SIZE];
for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
  cin >> arr[i];
}

这段代码定义了一个大小为 10 的整型数组，用于存储输入的整数。for 循环将整数逐个存储到数组中。

下面是用于正向和反向输出数组中整数的代码：


// 正向输出
for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
  cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
// 反向输出
for (int i = SIZE - 1; i >= 0; --i) {
  cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;

这段代码中，利用了 for 循环和数组下标的特点，能够有效地输出数组中的元素。

接下来，我们需要了解链表的定义和使用方法。下面是一个简单的链表结构体声明：


struct Node {
  int data;
  Node* next;
};

这个结构体包含两个成员变量，data 表示节点数据，next 表示下一个节点的地址。接着，我们需要编写函数来实现链表的插入、删除和查找等操作。下面是实现链表插入操作的函数：


Node* insert(Node* head, int value) {
  Node* node = new Node;
  node->data = value;
  node->next = NULL;
  if (head == NULL)
    head = node;
   else {
    Node* p = head;
    while (p->next != NULL)
      p = p->next;
    
    p->next = node;
  }
  return head;
}

这个函数能够将新的节点插入到链表的尾部。

栈和队列是另外两种重要的数据结构。下面是一个简单的栈结构体定义：


struct Stack {
  int arr[MAXSIZE];
  int top = -1;
  void push(int value) {
    if (top < MAXSIZE - 1) {
      arr[++top] = value;
    }
  }
  void pop() {
    if (top >= 0)
      --top;
    
  }
  int peek() {
    if (top >= 0) {
      return arr[top];
    } else
      return -1;
    
  }
};

这个栈结构体包含三个成员函数，分别用于将元素压入栈、弹出栈顶元素和查看栈顶元素。

最后，我们需要将数组、链表、栈和队列等数据结构结合起来，编写一个完整的程序，实现实验要求。下面是一个示例代码：


#include <iostream>
using namespace std;
const int MAXSIZE = 100;
struct Node {
  int data;
  Node* next;
};
struct Stack {
  int arr[MAXSIZE];
  int top = -1;
  void push(int value) {
    if (top < MAXSIZE - 1) {
      arr[++top] = value;
    }
  }
  void pop() {
    if (top >= 0)
      --top;
    
  }
  int peek() {
    if (top >= 0) {
      return arr[top];
    } else
      return -1;
    
  }
};
Node* insert(Node* head, int value) {
  Node* node = new Node;
  node->data = value;
  node->next = NULL;
  if (head == NULL)
    head = node;
   else {
    Node* p = head;
    while (p->next != NULL)
      p = p->next;
    
    p->next = node;
  }
  return head;
}
void display(Node* head) {
  Node* p = head;
  while (p != NULL)
    cout << p->data << " ";
    p = p->next;
  
  cout << endl;
}
int main() {
  int arr[5];
  // 输入并存储整数
  cout << "请输入 5 个整数: ";
  for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    cin >> arr[i];
  }
  // 正向输出存储在数组中的整数
  cout << "正向输出: ";
  for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    cout << arr[i] << " ";
  }
  cout << endl;
  // 反向输出存储在数组中的整数
  cout << "反向输出: ";
  for (int i = 4; i >= 0; --i) {
    cout << arr[i] << " ";
  }
  cout << endl;
  // 使用链表实现对这些整数的操作
  Node* head = NULL;
  for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    head = insert(head, arr[i]);
  }
  cout << "链表正向输出: ";
  display(head);
  // 使用栈实现对这些整数的操作
  Stack s;
  for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    s.push(arr[i]);
  }
  cout << "栈顶元素: " << s.peek() << endl;
  cout << "栈弹出元素: ";
  while (s.top >= 0) {
    cout << s.peek() << " ";
    s.pop();
  }
  cout << endl;
  // 使用队列实现对这些整数的操作
  queue<int> q;
  for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    q.push(arr[i]);
  }
  cout << "队首元素: " << q.front() << endl;
  cout << "队列弹出元素: ";
  while (!q.empty()) {
    cout << q.front() << " ";
    q.pop();
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

这个程序能够完成实验 6 中的所有要求，同时也能帮助我们更深入地理解 C++ 语言的数据结构和算法。

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