Aleksander Timofiejew

Ćwiczenie laboratoryjne
„Oprogramowanie i badanie stosu”
Tematy ćwiczenia


realizacja stosu dla tablicowej i listowej reprezentacji,
operacje na stosie.
Sprawozdanie
Na każdym zajęciu laboratoryjnym sporządza się za pomocą edytora Word sprawozdanie.
Bazowa zawartość sprawozdania musi być przygotowana w domu przed ćwiczeniem (sprawozdanie do ćwiczenia
pierwszego jest przygotowywane w czasie ćwiczenia).
W czasie ćwiczenia do sprawozdania są dodawane wyniki testowania.
Treść sprawozdania:
strona tytułowa,
spis treści sporządzony za pomocą Word'a,
dla każdego zadania rozdziały "Zadanie ", "Opracowanie zadania" (rozdział z tekstem programu i komentarzami),
"Testowanie" (rozdział z opisem danych wejściowych i wynikami testowania, w tym zrzuty aktywnego okna).
Wzorzec strony tytułowej znajduje się w pliku Strona_tytulowa_niestac_AiSD.doc.
Nazwa (bez polskich liter, żeby można było archiwizować) pliku ze sprawozdaniem musi zawierać skrót "AiSD_", numer
ćwiczenia i nazwisko studenta.
Pliki ze sprawozdaniem są przekazywane do archiwum grupy.
a) Stos przy tablicowej reprezentacji
Zadanie
Zadanie polega na oprogramowaniu stosu liczb dla tablicowej reprezentacji.
Program musi
 wyświetlać zawartość stosu oraz wartość elementu na wierzchu stosu,
 przyjmować i odkładać na stos nowy element,
 zdejmować element ze stosu,
 komunikować o przepełnieniu stosu i o tym, że stos jest pusty.
Opracowanie zadania
(tekst programu)
Testowanie
Wypróbować zdejmowanie elementu ze stosu i otrzymać komunikat, że stos jest pusty.
Wprowadzić i położyć na stos elementy danych (liczby lub litery) sprawdzając poprawność
odkładania i przemieszczenia wskaźnika stosu.
Zdejmować ze stosu elementów danych (liczby lub litery) sprawdzając poprawność
wyprowadzenia i przemieszczenia wskaźnika stosu.
Wprowadzać do stosu elementy danych (liczby lub litery) do otrzymania komunikatu o
przepełnieniu stosu.
Do sprawozdania dołączyć ( z r z u t e k r a n u a p l i k a c j i ) .
Warianty dla struktury bazowej "tablica"
Wariant
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Typ
elementu
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
Rozmiar
10
10
20
20
30
30
40
40
15
15
25
25
35
35
5
5
Indeks
od
od
od
od
od
od
od
od
od
od
od
od
od
od
od
od
-1
0
0
–1
-1
0
0
–1
-1
0
0
–1
-1
0
0
–1
Wariant
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Typ
elementu
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
Rozmiar
Indeks
10
10
20
20
30
30
40
40
15
15
25
25
35
35
5
5
od -1
od 0
od 0
od –1
od -1
od 0
od 0
od –1
od -1
od 0
od 0
od –1
od -1
od 0
od 0
od –1
Wskazówki
1) Środowisko
Wejść do środowiska Microsoft Visual Studio 2015.
Wybrać punkt menu „File / New / Project...”,
zaznaczyć rodzaj aplikacji „CLR” w „Templates / Visual C++” i wybrać "CLR Empty Project",
dalej na dole okna w polu "Name" wprowadzić nazwę projektu, na przykład „Pr1”, a
za pomocą przycisku "Browse" w polu "Location" wyznaczyć folder projektu.
Nacisnąć przycisk "OK".
W menu projektu wybrać "PROJECT / Properties".
W oknie "Property Pages" wpisać do opcji "Configuration Properties / Linker / Advanced / Entry Point"
nazwę "main";
W opcji "Property Pages / Configuration Properties / Linker / Debugging / Generate Debug Info" ustawić
"Optimize for debugging (/DEBUG)";
Nacisnąć przyciski "Zastosuj" i "OK".
W podoknie "Solution Explorer" nacisnąć prawym przyciskiem myszy na nazwę projektu, wybrać punkt
menu "Add / New Item...", wybrać "UI / Windows Form" i nacisnąć "Add".
Do pliku "MyForm.cpp" dodać tekst z głównym podprogramem "main":
using namespace System;
using namespace System::Windows::Forms;
[STAThreadAttribute]
int main(cli::array<System::String^>^ args)
{
Application::EnableVisualStyles();
Application::SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
Application::Run(gcnew Pr::MyForm());
}
gdzie "Pr" to nazwa projektu.
Opracowanie graficznej części aplikacji
Dodać do formularza obiekty graficzne:
- obiekt typu ListBox do wyświetlenia zawartości stosu i elementu na wierzchu stosu,
- do wprowadzenia nowego elementu przycisk "Dodaj" i okienko
NumericUpDown dla elementu typu "Liczba" albo TextBox dla elementu typu "Litera",
- obiekt typu StatusBar do komunikowania o przepełnieniu stosu oraz o tym, że stos jest pusty
(jeżeli w Toolbox nie ma komponentu StatusBar, to należy dodać ten komponent przez punkt menu
Tools/Choose Toolbox Items),
- do zdejmowania elementu ze stosu przycisk "Zdejmij" i okienko
NumericUpDown dla elementu typu "Liczba" albo TextBox dla elementu typu "Litera".
Do pokazywania zawartości stosu oraz elementu na wierzchu stosu jest wygodnie korzystać z
obiektu typu ListBox.
Wierzchowi stosu może odpowiadać zaznaczony wiersz ListBox’a.
Aby zaznaczać pojedynczy wiersz w obiekcie typu ListBox należy ustawić właściwość
SelectionMode na "One".
Właściwość SelectedIndex ListBox'a służy do wyboru wierszu do zaznaczenia. Przykładowo:
listBox1->SelectedIndex=-1 //brak zaznaczonego wierszu
listBox1->SelectedIndex=2 //zaznaczony jest wiersz 3 z indeksem 2 (indeksy od 0)
Należy zadeklarować jako globalne na początku pliku z klasą formularza tablicę - stos, indeks
elementu na wierzchu stosu oraz rozmiar stosu.
W przypadku danej - liczby należy zdefiniować tablicę z elementami typu int:
const int RS=10; //rozmiar stosu
int stos[RS]; // stos
int js=-1; // indeks stosu
//lub int js=0; // indeks stosu
W przypadku danej - litery należy zdefiniować tablicę z elementami typu wchar_t.
const int RS=10; //rozmiar stosu
wchar_t stos[RS]; // stos
int js=-1; // indeks stosu
//lub int js=0; // indeks stosu
Obiekt typu NumericUpDown ma właściwość Value typu System::Decimal.
Aby odczytać wprowadzoną liczbę należy zastosować instrukcję:
int dana=(int)numericUpDown1->Value;
Aby zapisać liczbę należy zastosować instrukcję:
textBox1->Text=dana.ToString();
Obiekt typu TextBox ma właściwość Text typu String^.
Aby odczytać wprowadzoną (pierwszą) literę należy zastosować instrukcję:
wchar_t dana=textBox1->Text[0];
Aby zapisać literę należy zastosować instrukcję:
textBox1->Text=dana.ToString();
Bazowe operacje na stosie powinny być realizowane ze sprawdzaniem, czy jest stos pusty oraz
czy jest stos zapełniony.
Do wyświetlenia tekstów komunikatów można dodać do formularza obiekt typu „StatusBar”.
Wyświetlenie komunikatu w obiekcie typu StatusBar:
statusBar1->Text = "...";
Inny sposób wyświetlenia tekstów komunikatów - wykorzystanie statycznej metody Show()
klasy MessageBox:
System::Windows::Forms::MessageBox::Show( "tekst komunikatu", "Komunikat",
MessageBoxButtons::OK, MessageBoxIcon::Exclamation );
Warunek "czy jest stos pusty" sprawdzamy następująco:
if (js<0) // lub if (js==0)
{
// komunikat "Stos jest pusty"
}
else
{
// instrukcje zdejmowania elementu ze stosu
}
Warunek "czy jest stos zapełniony" sprawdzamy następująco:
if (js>=RS-1) //lub if (js>=RS)
{
// komunikat "Stos jest zapełniony"
}
else
{
// instrukcje odkładania elementu na stos
}
Po wykonaniu operacji nad stosem należy przenieść zawartość tablicy do ListBox'a:
listBox1->Items->Clear();
for (int i=0;i<=js;i++) listBox1->Items->Add(stos[i]);
listBox1->SelectedIndex = js;
Operacje przy początkowej wartości indeksu stosu równej -1
W przypadku początkowej wartości indeksu stosu równej -1 w celu dodawania do stosu nowego
elementu korzystamy z dwóch instrukcji:
1) zwiększenie indeksu stosu o jeden,
2) zapisywanie do tablicy stosu nowego elementu według indeksu stosu.
W przypadku początkowej wartości indeksu stosu równej -1 zdejmowanie elementu wykonujemy
za dwa kroki:
1) odczyt z tablicy stosu elementu według indeksu stosu,
2) zmniejszenie indeksu stosu o jeden.
Operacje przy początkowej wartości indeksu stosu równej 0
W przypadku początkowej wartości indeksu stosu równej 0 w celu dodawania do stosu nowego
elementu korzystamy z dwóch instrukcji:
1) zapisywanie do tablicy stosu nowego elementu według indeksu stosu,
2) zwiększenie indeksu stosu o jeden.
W przypadku początkowej wartości indeksu stosu równej 0 element jest zdejmowany w dwa
kroki:
1) zmniejszenie indeksu stosu o jeden,
2) odczyt z tablicy stosu elementu według indeksu stosu.
b) Stos przy listowej reprezentacji
Zadanie
Zadanie polega na oprogramowaniu stosu z elementami - liczbami lub elementami - literami dla
listowej reprezentacji.
Program musi
 wyświetlać zawartość stosu oraz wartość elementu na wierzchu stosu,
 przyjmować i odkładać na stos nowy element,
 zdejmować element ze stosu,
 komunikować o tym, że stos jest pusty.
Opracowanie zadania
(tekst programu)
Testowanie
Wypróbować zdejmowanie elementu ze stosu i otrzymać komunikat, że stos jest pusty.
Wprowadzić i położyć na stos elementy danych sprawdzając poprawność odkładania.
Zdejmować ze stosu elementy danych sprawdzając poprawność wyprowadzenia.
Wyprowadzać elementy danych do otrzymania komunikatu o tym, ze stos jest pusty.
Do sprawozdania dołączyć ( z r z u t e k r a n u a p l i k a c j i ) .
Warianty dla struktury bazowej "lista"
Wariant
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Typ
elementu
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
liczba
Miejsce
dodawania
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
Rozmiar
Wariant
10
10
20
20
30
30
40
40
15
15
25
25
35
35
5
5
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Typ
elementu
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
litera
Miejsce
dodawania
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
koniec
początek
Rozmiar
10
10
20
20
30
30
40
40
15
15
25
25
35
35
5
5
Wskazówki
Opracowanie graficznej części aplikacji
Dodać do formularza obiekty graficzne:
- do wyświetlenia zawartości stosu i elementu na wierzchu stosu,
- do wprowadzenia nowego elementu przycisk "Dodaj" i okienko
NumericUpDown dla elementu typu "Liczba" albo TextBox dla elementu typu "Litera",
- obiekt typu StatusBar do komunikowania o tym, że stos jest pusty
(jeżeli w Toolbox nie ma komponentu StatusBar, to należy dodać ten komponent przez punkt menu
Tools/Choose Toolbox Items),
- do zdejmowania elementu ze stosu przycisk "Zdejmij" i okienko
NumericUpDown dla elementu typu "Liczba" alboTextBox dla elementu typu "Litera".
Do wyświetlenia zawartości stosu oraz elementu na wierzchu stosu jest wygodnie korzystać z
obiektu typu ListBox.
Wierzchowi stosu może odpowiadać zaznaczony pierwszy wiersz ListBox’a. Aby zaznaczać
pojedynczy wiersz w obiekcie typu ListBox należy ustawić właściwość SelectionMode na "One".
Właściwość SelectedIndex ListBox'a służy do wyboru wierszu do zaznaczenia. Przykładowo:
listBox1->SelectedIndex=-1; //brak zaznaczonego wierszu
listBox1->SelectedIndex=0; //zaznaczony jest wiersz 1 z indeksem 0 (indeksy od 0)
Strukturę elementu stosu oraz wskaźnik na pierwszy element należy deklarować jako globalne na
początku pliku z klasą formularza, na przykład:
struct s_elem
{
int value; //wchar_t litera;
s_elem* nast;
s_elem(int newvalue,s_elem *pnast)
{
this->value=newvalue;
this->nast=pnast;
}
};
s_elem* pstos=0;
W przypadku danej - litery należy zdefiniować pole danych typu wchar_t.
Obiekt typu TextBox ma właściwość Text typu String^.
Aby odczytać liczbę należy zastosować instrukcję:
int dana=System::Int32::Parse(textBox1->Text);
Aby zapisać liczbę należy zastosować instrukcję:
textBox1->Text=dana.ToString();
Aby odczytać literę należy zastosować instrukcję:
wchar_t dana=textBox1->Text[0];
Aby zapisać literę należy zastosować instrukcję:
textBox1->Text=dana.ToString();
Obiekt listBox2 typu ListBox przeznaczmy do wyświetlenia zawartości stosu, którego elementy
będą rozproszone w elementach listy.
Bazowe operacje na stosie powinny być realizowane ze sprawdzaniem, czy jest stos pusty.
Do wyświetlenia tekstów komunikatów można dodać do formularza obiekt typu „StatusBar”.
Wyświetlenie komunikatu w obiekcie typu StatusBar:
StatusBar1->Text = "tekst komunikatu";
Inny sposób wyświetlenia tekstów komunikatów - wykorzystanie statycznej metody Show() klasy
MessageBox:
System::Windows::Forms::MessageBox::Show( "tekst komunikatu", "Komunikat",
MessageBoxButtons::OK, MessageBoxIcon::Exclamation );
Warunek "czy jest stos pusty" sprawdzamy następująco:
if (pstos==0)
{
////// komunikat "Stos jest pusty"
}
else
{
////// instrukcje zdejmowania elementu ze stosu
}
Po wykonaniu operacji nad stosem należy przenieść zawartość tablicy do ListBox'a:
listBox2->Items->Clear();
if (pstos!=0)
{
s_elem *pt=pstos;
while (pt!=NULL)
{
listBox2->Items->Add(pt->value);
pt=pt->nast;
}
}
Oprogramowanie operacji bazowych
Wariant "Miejsce dodawania - początek listy"
Odkładanie elementu na stos jest równoważnie dodawaniu elementu na początku listy:
pstos=new s_elem(liczba,pstos);
Zdejmowanie elementu ze stosu jest równoważnie odejmowaniu elementu z początku listy:
if (pstos==0)
{
System::Windows::Forms::MessageBox::Show( "Stos jest pusty",
"Komunikat",MessageBoxButtons::OK, MessageBoxIcon::Exclamation );
}
else
{
int liczba=pstos->value;
pstos=pstos->nast;
}
Wariant "Miejsce dodawania - koniec listy"
Odkładanie elementu na stos jest równoważnie dodawaniu elementu na końcu listy:
Algorytm operacji dodawania elementu na końcu listy niecyklicznej jednokierunkowej jest
następujący:
Krok 1. Alokować element listy.
Krok 2. Kopiować do nowego elementu dodawane dane, a pole wskaźnika na następny element
ustawić na zero.
Krok 3. Znaleźć ostatni element listy metodą szukania od początku elementu z zerowym
wskaźnikiem na następny element.
Krok 4. W znalezionym elemencie pole wskaźnika na następny element ustawić równym wartości
wskaźnika na nowy element.
Ten algorytm jest realizowany w niżej przytoczonym fragmencie.
s_elem *pnew=new s_elem(nowaDana, 0);/*krok 1 (alokacja), krok 2 (kopiowanie danych oraz
ustawienie wskaźnika-znacznika końca listy) */
if (pstos==0) pstos=pnew;
else
{
s_elem *pt=pstos;
while (pt->nast!=NULL) pt=pt->nast; //krok 3 (szukanie końca listy)
pt->nast=pnew; //krok 4 (łączenie z listą)
}
Zdejmowanie elementu ze stosu jest równoważnie odejmowaniu elementu na końcu listy:
if (pstos==0)
{
System::Windows::Forms::MessageBox::Show( "Stos jest pusty",
"Komunikat",MessageBoxButtons::OK, MessageBoxIcon::Exclamation );
}
else
{
s_elem *pt=pstos;
s_elem *pprev=0;//wskazuje na element, który wskazuje na aktualny element
while (pt->nast!=0)
{
pprev=pt;
pt=pt->nast; //szukanie końca listy
}
if (pprev==0) pstos=0;
else pprev->nast=0;
if (pt!=0) delete pt;
}