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数据结构___栈和队列的学习总结
阅读量:673 次
发布时间:2019-03-15

本文共 1538 字,大约阅读时间需要 5 分钟。

栈和队列的实现与应用

由于工作需要,我最近重新学习了数据结构相关知识,特别是栈和队列的操作和实现方法。为了更好地理解和掌握这些数据结构,这里整理了一些基础知识和实践经验。

栈的基本概念与实现

栈是一种只允许在一端进行插入和删除的线性表,这一特性使其具有先进后出的特点(FILO)。栈可以分为顺序栈和链式栈两种实现方式。

顺序栈的实现通常采用数组形式,栈顶指针用来记录当前栈顶的位置。栈满的状态是栈顶指针指向数组最后一个位置,而栈空的状态则是栈顶指针指向-1。

链式栈,则采用链表结构存储数据,每个节点包含数据域和指针域。链栈的初始化和操作类似链表的实现方式。

栈的基本操作

栈的主要操作包括入栈、出栈、以及判断栈是否为空或满。以下是常见的实现方式:

  • 入栈操作

    比如,顺序栈的入栈操作可以通过以下代码实现:

    st[++top] = x;

    注意:必须确保栈没有满。

  • 出栈操作

    顺序栈的出栈操作可以通过以下代码实现:

    x = st[top];top--;

    必须确保栈不为空。

  • 初始化栈

    初始化栈时,将栈顶指针初始化为-1,表示栈原本为空:

    void InitStack(SqStack *st) {    st.top = -1;}
  • 链栈的实现

    链栈的入栈和出栈操作可以通过链表的操作来实现。例如,链栈的入栈操作可以采用头插法:

    void push(LNode *st, int x) {    LNode *p = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));    p->data = x;    p->next = st->next;    st->next = p;}
  • 队列的基本概念与实现

    队列的操作受制于先进先出(FIFO)的特性,允许只在一端进行插入和删除。队列的实现方式与栈相似,但插入和删除的位置不同。

    顺序队列和链式队列是两种常见的实现方式。

    队列的基本操作

    队列的入队和出队操作与栈类似,但需要考虑队列的首尾指针。以下是常见的实现方式:

  • 入队操作

    顺序队的入队操作:

    void EnQueue(SqQueue *qu, int x) {    qu->rear = (qu->rear + 1) % MAXSIZE;    qu->data[qu->rear] = x;
  • 出队操作

    顺序队的出队操作:

    int DeQueue(SqQueue *qu, int *x) {    if (qu->rear != qu->front) {        qu->front = (qu->front + 1) % MAXSIZE;        *x = qu->data[qu->front];    }    return !isEmpty(qu);
  • 栈和队列的应用案例

    用两个栈模拟队列

    栈和队列的特性可以结合使用。考虑两个栈S1和S2,当要实现队列的操作时,可以通过将S1的数据逐步转移到S2,实现先进先出的特性。

    例如,实现入队操作时,若S1已满,则将S1中的数据逐个弹出并推送到S2;若S1未满,则直接将数据推送到S1中(相当于入队)。

    栈和队列的综合应用

    栈和队列在计算机科学中的应用非常广泛。例如:

  • 括号匹配:可以利用栈来判断括号是否匹配。
  • 表达式转换:如逆 polish表达式的使用。
  • 简化表达式:如将表达式中的重复部分提取。
  • 资源管理:例如资源的分配和释放可以用栈或队列来管理。
  • 工作总结

    通过对栈和队列的基础知识与实现方式的学习,我对这两种数据结构有了更深刻的理解。同时,通过实际案例的分析,也掌握了如何利用栈和队列解决问题的方法。虽然在实际操作中还需进一步练习和纠正不足,但这些基础知识为后续的学习和工作打下了坚实的基础。

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