2024年5月27日发(作者：)

栈的应用实验报告

导言：

在计算机科学领域中，数据结构是一项非常重要的基础。栈是

一种常用的数据结构，它在算法设计和软件开发中具有广泛的应

用。本实验旨在探索栈的应用，并通过实际操作来加深对栈数据

结构的理解。

实验目的：

1. 了解栈的定义和基本操作。

2. 掌握栈在实际问题中的应用方法。

3. 培养问题分析和解决的能力。

实验步骤：

1. 实现栈的基本操作：压入(push)和弹出(pop)。

2. 针对以下实际问题，设计并实现相应的栈应用。

一、括号匹配问题

括号匹配问题是指在一个字符串中，括号的开闭配对是否正确。

例如，"{[()]}"是正确的括号匹配，而"{[(])}"则是错误的括号配对。

通过使用栈，我们可以很方便地解决这个问题。算法步骤如下：

1. 遍历字符串的每个字符。

2. 若字符是左括号，则将其压入栈中。

3. 若字符是右括号，则检查栈是否为空，若为空则配对错误；

若非空，则弹出栈顶元素并检查是否与右括号匹配。

4. 遍历结束后，若栈为空，则括号匹配正确，否则匹配错误。

二、函数调用问题

在计算机程序中，函数的调用和返回遵循"先进后出"的原则，

即后调用的函数先返回。栈提供了一种便捷的方式来管理函数调

用和返回过程。在实际的编程中，我们可以使用栈来存储函数的

局部变量和返回地址等信息。例如，以下是一个简单的函数调用

示例：

1. 函数A调用函数B。

2. 函数B在栈中保存局部变量和返回地址。

3. 函数B执行完毕后，从栈中弹出局部变量和返回地址，程序

继续执行函数A。

三、逆波兰表达式求值问题

逆波兰表达式是一种不使用括号来表示表达式的方法，而是通

过运算符放置在操作数之后的方式来表示。例如，表达式"2 3 +"

等价于中缀表达式"2 + 3"。利用栈，我们可以很方便地对逆波兰

表达式进行求值。算法步骤如下：

1. 遍历逆波兰表达式的每个元素。

2. 若元素是操作数，则将其压入栈中。

3. 若元素是运算符，则从栈中弹出两个操作数，并进行相应的

运算。将计算结果压入栈中。

4. 遍历结束后，栈中的唯一元素即为表达式的最终结果。

实验结果与分析：

通过以上实验步骤，我成功地实现了栈的基本操作，并应用栈

解决了括号匹配、函数调用和逆波兰表达式求值等问题。通过实

际操作，我进一步理解了栈在实际问题中的应用方法。栈的先进

后出原则提供了很好的支持，方便了一系列与顺序相关的问题求

解。对于某些特定的问题，栈的应用减少了代码的复杂性，并提

高了程序的运行效率。

结论：

本实验通过实际操作，深入探索了栈的应用。栈作为一种重要

的数据结构，在计算机科学中具有广泛的应用。通过灵活运用栈

的特性，我们可以简化问题求解的过程，并提高程序的执行效率。

通过本实验的学习，我对栈的理解更加深入，为今后在算法设计

和软件开发中的应用奠定了坚实的基础。