栈的类型定义与基本操作
(完整版)《栈》知识点总结
完整版)《栈》知识点总结1.栈的定义与特点栈是一种具有特定限制的数据结构,遵循“后进先出”(Last-In-First-Out,简称LIFO)的原则。
栈的特点包括:只允许在栈顶进行插入和删除操作;对栈进行插入操作称为入栈或压栈(Push);对栈进行删除操作称为出栈或弹栈(Pop);栈底是栈的最后一个入栈的元素,栈顶是栈的第一个入栈的元素;2.栈的应用领域栈在计算机科学和软件工程中有广泛的应用,常见的应用领域包括:编程语言的解析和编译;递归算法的实现;表达式求值;括号匹配;浏览器的后退和前进功能;操作系统中的函数调用栈等。
3.栈的基本操作栈的基本操作主要包括以下几个方面:初始化栈:创建一个空的栈对象,并指定栈的初始容量;判断栈是否为空:检查栈是否为空,如果栈为空则返回真,否则返回假;入栈操作:将一个元素压入栈顶;出栈操作:从栈顶弹出一个元素,并返回弹出的元素;取栈顶元素:返回栈顶的元素,但不对栈进行修改;___:删除栈中的所有元素。
4.栈的实现方式栈可以通过数组或链表来实现。
使用数组实现的栈称为顺序栈,使用链表实现的栈称为链式栈。
顺序栈通过数组的下标实现栈的操作,其特点是插入和删除操作的时间复杂度为O(1),但需要预先分配一定的内存空间。
链式栈使用链表来存储栈中的数据,插入和删除操作的时间复杂度同样为O(1),不需要预先分配固定大小的空间,但需要额外的空间存储链表节点。
5.栈的复杂度分析栈的复杂度分析主要涉及到栈的各种操作的时间复杂度和空间复杂度。
以下是一些常见操作的复杂度分析:入栈操作的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(1);出栈操作的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(1);取栈顶元素操作的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(1);判断栈是否为空的操作的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(1);清空栈的操作的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(1);初始化栈的操作的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(1);6.总结栈作为一种重要的数据结构,在计算机科学和软件工程中有着广泛的应用。
数据结构-栈与队列
栈 1.6栈的应用
运算符的优先级关系表在运算过程中非常重要,它是判定进栈、出栈的重要依据。
θ1
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栈
1.6栈的应用
下面以分析表达式 4+2*3-12/(7-5)为例来说明求解过程,从而总结出表达式求值的算 法。求解中设置两个栈:操作数栈和运算符栈。从左至右扫描表达式:# 4+2*3-12/(7-5) #, 最左边是开始符,最右边是结束符。表达式求值的过程如下表所示:
1.4栈的顺序存储结构
设计进栈算法——Push 函数。首先,判断栈是否已满,如果栈已满,就运用 realloc 函 数重新开辟更大的栈空间。如果 realloc 函数返回值为空,提示溢出,则更新栈的地址以及栈 的当前空间大小。最终,新元素入栈,栈顶标识 top 加 1。
栈的概念理解
栈的概念理解栈是一种数据结构,它是一种特殊的线性表,只能在表的一端进行插入和删除操作,该一端被称为栈顶,另一端被称为栈底。
栈的特点是后进先出(Last In First Out, LIFO)。
在栈中,最后插入的元素最先弹出,而最先插入的元素最后弹出。
这就好像是一堆盘子,你只能在最上面放盘子和拿盘子,不能随意放在下面的盘子上。
栈的这种特性使得它非常适合解决一些具有“倒序”需求的问题。
栈的基本操作包括入栈和出栈。
入栈(Push)是指将元素放入栈顶;出栈(Pop)是指从栈顶弹出元素。
除此之外,还有一些常用的操作,比如获取栈顶元素(Top)、判断栈是否为空(Empty)、获取栈中元素的个数(Size)等。
栈的实现可以用数组或链表来完成。
使用数组实现的栈叫作顺序栈,使用链表实现的栈叫作链式栈。
对于顺序栈,我们需要定义一个数组和一个整数来表示栈。
数组用于存储栈中的元素,整数用于记录栈顶元素的下标。
一开始,栈为空,栈顶下标可以初始化为-1。
插入元素时,需要判断栈是否已满,如果已满则无法插入;如果未满,将元素放入栈顶,同时栈顶下标加1。
删除元素时,需要判断栈是否为空,如果为空则无法删除;如果不为空,将栈顶元素弹出,并将栈顶下标减1。
对于链式栈,我们需要定义一个结构体来表示栈中的节点。
节点包括一个数据域和一个指向下一个节点的指针域。
和顺序栈类似,链式栈也需要一个指针来表示栈顶元素。
插入元素时,需要创建一个新节点,并将栈顶指针指向该节点,新节点的指针域指向原来的栈顶元素。
删除元素时,需要判断栈是否为空,如果为空则无法删除;如果不为空,将栈顶节点删除,并将栈顶指针指向下一个节点。
栈的应用非常广泛。
在计算机科学中,栈是一种重要的数据结构,它被用于实现函数调用、表达式求值、编译器的语法分析、操作系统的进程管理等。
在编程中,我们可以使用栈来解决一些具有“倒序”性质的问题,比如字符串反转、括号匹配、计算逆波兰表达式等。
此外,栈还被用于图的深度优先搜索(DFS)算法中的节点遍历顺序。
栈的操作(实验报告)
引言:栈是一种常见的数据结构,它具有特殊的操作规则,即先进后出(LIFO)。
本文将介绍栈的操作,并结合实验报告的方式详细阐述栈的概念、基本操作以及应用场景。
概述:栈是一种线性数据结构,由相同类型的元素按照特定顺序排列而成。
在栈中,只能在栈顶进行插入和删除操作,其他位置的元素无法直接访问。
栈具有两个基本操作:压栈(push)和弹栈(pop)。
其中,压栈将一个元素添加到栈顶,弹栈则是删除栈顶的元素。
除了基本操作外,栈还具有其他常见的操作,如获取栈顶元素(top)、判断栈是否为空(empty)等。
正文内容:一、栈的基本操作1.压栈(push)push操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子2.弹栈(pop)pop操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子3.获取栈顶元素(top)top操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子4.判断栈是否为空(empty)empty操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子5.栈的大小(size)size操作的实现原理和步骤在实际应用中的使用场景和例子二、栈的应用场景1.括号匹配使用栈实现括号匹配的原理和过程在编译器、计算表达式等领域中的应用2.浏览器的后退和前进功能使用栈来记录浏览器访问历史的原理和过程实现浏览器的后退和前进功能3.函数调用和递归使用栈来实现函数调用和递归的原理和过程在程序执行过程中的应用和注意事项4.实现浏览器缓存使用栈来实现浏览器缓存的原理和过程提高用户浏览速度的实际应用案例5.撤销操作使用栈来实现撤销操作的原理和过程在编辑器、图形处理软件等领域的实际应用总结:本文详细介绍了栈的操作,包括基本操作(压栈、弹栈、获取栈顶元素、判断栈是否为空、栈的大小)和应用场景(括号匹配、浏览器的后退和前进功能、函数调用和递归、实现浏览器缓存、撤销操作)。
通过了解栈的操作和应用,我们可以更好地理解数据结构中的栈,并能够在实际问题中灵活运用栈的特性。
c语言栈的名词解释
c语言栈的名词解释在计算机科学和编程中,栈(Stack)是一种重要的数据结构。
C语言作为一种广泛应用的编程语言,自然也涉及到栈的概念和使用。
在本文中,将对C语言栈进行详细的名词解释和功能介绍。
1. 栈的定义和特点栈是一种线性的数据结构,它的特点是后进先出(Last In First Out, LIFO)。
也就是说,最后一个进入栈的元素将是第一个被访问、被移除的。
栈采用两个基本操作,即压栈(Push)和弹栈(Pop),用于对数据的插入和删除。
2. 栈的结构和实现方式在C语言中,栈可以用数组或链表来实现。
使用数组实现的栈叫作顺序栈,使用链表实现的栈叫作链式栈。
顺序栈使用数组来存储数据,通过一个指针(栈顶指针)来指示栈顶元素的位置。
当有新元素要进栈时,栈顶指针先向上移动一位,然后将新元素存入该位置。
当要弹栈时,栈顶指针下移一位,表示将栈顶元素移除。
链式栈通过链表来存储数据,每个节点包含一个数据项和一个指向下一个节点的指针。
链式栈通过头指针指示栈顶节点的位置,新元素插入时构造一个新节点,并将其指针指向原栈顶节点,然后更新头指针。
弹栈时,只需将头指针指向下一个节点即可。
3. 栈的应用场景栈在计算机科学中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:a. 函数调用:在函数调用过程中,函数的参数、局部变量和返回地址等信息会以栈的形式压入内存中,而在函数返回时将逆序地从栈中弹出这些信息。
b. 表达式求值:中缀表达式在计算机中不方便直接求值,而将中缀表达式转换为后缀表达式后,利用栈可以方便地完成求值过程。
c. 内存分配:在程序运行时,栈用于管理变量和函数的内存分配。
当变量定义时,栈会为其分配内存空间,并在其作用域结束时将其回收。
d. 括号匹配:在处理一些语法相关的问题时,栈可以很好地用来检测括号的匹配情况,例如括号是否成对出现、嵌套层次是否正确等。
4. 栈的复杂度分析栈的操作主要包括入栈和出栈两种操作,它们的时间复杂度均为O(1)。
C语言数据结构_第04讲 栈
while(n); printf("转换后的二进制数值为:"); while(s.top) // 余数出栈处理 { printf("%d",s.top->data); // 输出栈顶的余数 stacknode* p=s.top; // 修改栈顶指针 s.top=s.top->next; delete p; // 回收一个结点,C语言中用free p } }
3-3-2 表达式求值
表达式是由运算对象、运算符、括号等组成的有意义的式子。 1.中缀表达式(Infix Notation) 一般我们所用表达式是将运算符号放在两运算对象的中 间,比如:a+b,c/d等等,我们把这样的式子称为中缀表达 式。 2.后缀表达式(Postfix Notation) 后缀表达式规定把运算符放在两个运算对象(操作数) 的后面。在后缀表达式中,不存在运算符的优先级问题,也 不存在任何括号,计算的顺序完全按照运算符出现的先后次 次序进行。 3.中缀表达式转换为后缀表达式 其转换方法采用运算符优先算法。转换过程需要两个栈: 一个运算符号栈和一个后缀表达式输出符号栈。
(4)读栈顶元素
datatype ReadTop(SeqStack *s) { if (SEmpty ( s ) ) return 0; // 若栈空,则返回0 else return (s->data[s->top] );
// 否则,读栈顶元素,但指针未移动
}
(5)判栈空
int SEmpty(SeqStack *s) { if (s->top= = –1) return 1; else return 0; }
2.顺序栈运算的基本算法 (1)置空栈 首先建立栈空间,然后初始化栈顶指针。 SeqStack *Snull() { SeqStack *s; s=new (SeqStack);
栈的定义
{
SNODE *p; int x; if( top = = NULL ) { cout<<“栈溢出\n”;x=-1; } else { p = top; top = top-> link ; x = p-> data ; free(p) ; } return x }
(1) 队头指针 front = (front+1)% MAXSIZE ;
(2)队尾指针 rear = (rear +1)% MAXSIZE ;
循环队列队空、队满条件
1 2 3
队空条件 front = rear
0
MAXSIZE-1
front
...rΒιβλιοθήκη ar1 2a2 a3
3
0
a1
...
队满条件(剩下一个位置) front=(rear+1)% MAXSIZE
栈操作举例
TOP
a1 a2 …… 栈底 1.
top=0
(空栈)
an
MAXSIZE
栈顶
2. A B C
top=3 (A、B、C进栈)
3.
A B
top=2 (C出栈)
4. A B C D E F
top=MAXSIZE (栈满)
进出栈序列
有三个元素的进栈序列是1,2,3。写出可能的出 栈序列。
出栈序列
a3
a2 a1 ^ 栈底
算法1-8 进栈操作程序
push(SNODE *top , int x) { SNODE *t; t=new SNODE; if(t = = NULL ) { cout<<“内存中已无可用空间\n”; } else { t -> data = x; t -> link = top; top= t; } }
第3章栈和队列
3.1.2 栈的表示和算法实现
1.顺序栈 2.链栈
第3章栈和队列
1. 顺序栈 顺序栈是用顺序存储结构实现的栈,即利 用一组地址连续的存储单元依次存放自栈 底到栈顶的数据元素,同时由于栈的操作 的特殊性,还必须附设一个位置指针top( 栈顶指针)来动态地指示栈顶元素在顺序 栈中的位置。通常以top=-1表示空栈。
第 3 章 栈和队列
3.1 栈 3.2 队列 3.3 栈和队列的应用
第3章栈和队列
3.1 栈
3.1.1 栈的抽象数据类型定义 3.1.2 栈的表示和算法实现
第3章栈和队列
3.1.1 栈的定义
1.栈的定义 栈(stack)是一种只允许在一端进行插入和删除的线 性表,它是一种操作受限的线性表。在表中只允许进
行插入和删除的一端称为栈顶(top),另一端称为 栈 底 (bottom) 。 栈 的 插 入 操 作 通 常 称 为 入 栈 或 进 栈 (push),而栈的删除操作则称为出栈或退栈(pop)。 当栈中无数据元素时,称为空栈。
栈是按照后进先出 (LIFO)的原则组 织数据的,因此, 栈也被称为“后进 先出”的线性表。
第3章栈和队列
(2)入栈操作
Status Push(SqStack &S, Elemtype e)
【算法3.2 栈的入栈操作】
{ /*将元素e插入到栈S中,作为S的新栈顶*/
if (S->top>= Stack_Size -1) return ERROR;
else { S->top++;
S->elem[S->top]=e;
return OK;}
Push(S,’you’)
栈的工作原理
栈的工作原理栈是一种常见的数据结构,它的工作原理可以类比为我们日常生活中的堆叠物品,比如书籍、盘子等。
在计算机科学中,栈是一种具有特定操作规则的数据结构,它遵循"先进后出"(Last In First Out,简称LIFO)的原则。
本文将详细介绍栈的工作原理及其应用场景。
一、栈的定义和特点栈是一种线性数据结构,它由一系列相同类型的元素组成,这些元素按照线性顺序排列。
栈的特点是只能在一端插入和删除元素,这一端称为栈顶,相对的另一端称为栈底。
二、栈的基本操作栈的基本操作包括入栈(Push)和出栈(Pop)。
入栈操作将一个新元素放入栈顶,使其成为新的栈顶元素;出栈操作将栈顶元素删除,并返回该元素的值。
三、栈的应用场景1.函数调用和递归在函数调用中,每次函数调用时,都会将函数的返回地址、参数和局部变量等信息存储在栈中,以便在函数执行完毕后能够返回到调用处。
递归函数的执行过程也是通过栈来实现的,每次递归调用都会将当前的状态保存在栈中。
2.表达式求值栈在表达式求值中也有重要的应用。
当我们计算一个表达式时,需要根据运算符的优先级来确定计算的顺序,而栈可以帮助我们保存运算符的优先级,确保表达式的正确计算顺序。
3.括号匹配栈在括号匹配中也发挥着重要的作用。
当我们遇到左括号时,将其入栈;当遇到右括号时,将栈顶的左括号出栈并判断是否匹配。
如果匹配,则继续处理后面的字符;如果不匹配,则表示括号不匹配,可以提前结束。
4.浏览器的前进和后退在浏览器中,我们可以通过点击前进和后退按钮来切换页面,这就是一个典型的栈的应用场景。
浏览器会将每个访问的页面存储在一个栈中,每次点击前进按钮时,会将当前页面入栈;每次点击后退按钮时,会将当前页面出栈。
四、栈的实现方式栈可以通过数组或链表来实现。
使用数组实现的栈称为顺序栈,它的优点是访问速度快,但容量固定;使用链表实现的栈称为链式栈,它的优点是容量可动态调整,但访问速度相对较慢。
栈和堆的概念
栈和堆的概念1.引言在计算机科学中,栈和堆是两个常见的数据结构和内存管理概念。
它们在程序执行、变量分配和内存管理方面起着重要作用。
本文将介绍栈和堆的概念,并探讨它们的特点和应用。
2.栈的概念2.1定义栈(Stack)是一种后进先出(Last In First Out,LIFO)的数据结构。
它类似于现实生活中的一叠盘子,只能在最顶层进行操作。
栈具有两个基本操作:入栈(Push)和出栈(Pop)。
入栈将元素放入栈的顶部,出栈则从栈的顶部移除元素。
2.2特点-后进先出:栈中最后进入的元素将首先被移除。
-有限容量:栈的容量有限,当栈已满时无法再进行入栈操作。
-快速访问:由于栈的特殊结构,对于栈中的元素可以快速进行访问和操作。
2.3应用-函数调用:在函数调用过程中,局部变量和函数参数被存储在栈中。
每次函数调用时,相关的数据被压入栈中,函数返回时再从栈中弹出。
-表达式求值:在数学表达式求值过程中,栈常被用于保存运算符和操作数的顺序。
-递归算法:递归算法通常使用栈来保存每一层递归的状态。
3.堆的概念3.1定义堆(Heap)是一种动态内存分配方式,也是一种数据结构。
堆的内存空间可以在程序运行时进行动态分配和释放。
与栈不同,堆的数据访问没有限制顺序,可以任意读取或写入堆中的数据。
3.2特点-动态分配:堆的内存空间可以在程序运行时动态分配,而不受固定容量的限制。
-无序性:堆中的数据可以以任意顺序进行读写,没有先进先出或后进先出的限制。
-存储复杂的数据结构:由于堆的灵活性,它可以存储复杂的数据结构,如树、图等。
3.3应用-动态内存分配:堆经常用于动态分配内存空间,例如在编程中使用new或malloc函数来动态创建对象或数组。
-数据库管理:数据库中的数据通常存储在堆中,以便在需要时进行动态增加或删除。
-图形处理:堆经常用于图形处理算法,如最短路径、最小生成树等。
4.栈和堆的区别4.1分配方式栈的分配方式是静态的,大小固定,并且由编译器自动管理。
栈c语言题目
栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,在C语言中通常使用数组或链表来实现。
以下是一些关于栈的C语言题目:
1. 栈的定义和基本操作:定义一个栈数据结构,实现推入(push)、弹出(pop)、查看栈顶(peek)等基本操作。
2. 栈的应用:使用栈解决括号匹配问题,例如给定一个只包含'('、')'、'{'、'}'、'['、']'的字符串,判断字符串是否有效。
3. 逆波兰表达式求值:给定一个逆波兰表达式,利用栈计算表达式的值。
4. 浏览器前进后退功能的模拟:使用两个栈来模拟浏览器的前进和后退功能。
5. 最小值栈:设计一个栈,除了正常的push/pop操作外,还支持查询当前栈中的最小元素。
6. 有效的括号序列:给定一个只包含'('、')'、'{'、'}'、'['、']'的字符串,判断字符串是否为有效的括号序列。
7. 用栈实现队列:仅使用栈来实现队列的操作,如enqueue、dequeue等。
8. 括号的最大嵌套深度:给定一个只包含'('、')'、'{'、'}'、'['、']'的字符串,求出合法括号序列的最大嵌套深度。
9. 逆序对问题:给定一个数组,找出所有逆序对。
10. 汉诺塔问题:使用栈来解决经典的汉诺塔问题。
c语言栈的定义
c语言栈的定义摘要:1.栈的概述2.C 语言栈的定义与实现3.栈的基本操作4.栈的应用实例正文:【栈的概述】栈是一种线性数据结构,它按照后进先出(Last In First Out, LIFO)的原则组织数据。
栈可以用来存储程序运行过程中产生的中间结果,或者用于函数调用、表达式求值等场景。
栈在计算机科学中具有广泛的应用,如编译原理、操作系统等。
【C 语言栈的定义与实现】C 语言中,栈可以通过数组或链表来实现。
栈的定义通常包括两个部分:栈顶指针(top)和栈的大小(size)。
栈顶指针用于指向栈顶元素,而栈的大小表示栈可以容纳的元素个数。
【栈的基本操作】栈的基本操作包括:入栈(push)、出栈(pop)、查看栈顶元素(top)和判断栈是否为空(is_empty)。
1.入栈:将一个元素放入栈顶。
2.出栈:弹出栈顶元素。
3.查看栈顶元素:获取栈顶元素的值,但不将其弹出。
4.判断栈是否为空:检查栈中是否还有元素。
【栈的应用实例】栈在程序设计中有很多应用,下面以计算表达式值为例,展示栈如何用于表达式求值。
假设有一个表达式:a + b * c,我们需要计算该表达式的值。
首先,我们需要将表达式中的每个操作数和运算符入栈。
然后,按照栈的出栈顺序,进行运算。
具体过程如下:1.将"a" 入栈。
2.将"+" 入栈。
3.将"b" 入栈。
4.将"*" 入栈。
5.将"c" 入栈。
6.弹出栈顶元素"+",进行加法运算,结果入栈。
7.弹出栈顶元素"b",进行乘法运算,结果入栈。
8.弹出栈顶元素"c",进行乘法运算,结果入栈。
9.弹出栈顶元素,得到表达式的值:a + b * c。
【结语】栈作为一种重要的数据结构,在C 语言编程中具有广泛的应用。
第3章 栈
3.1 栈的定义及运算
• • • • • • (3)判断栈满FullStack(S)。 初始条件:栈S已存在。 操作结果:若栈已满返回1,否则返回0。 (4)进栈Push(S,x)。 初始条件:栈S已存在且非满。 操作结果:其作用是将数据元素x插入栈S中,使 其为栈S的栈顶元素。
3.1 栈的定义及运算
3.2 栈的存储和实现
• (5)出栈操作。出栈操作的过程如图3-4所示。先判断栈S如 图3-4(a)是否为空,若不空将栈顶元素取出赋给指针x所指 的对象,如图3-4(b)所示,然后将记录栈顶的下标变量top 减1(但该元素还在数组内,只是栈顶指针已经改变位置), 如图3-4(c)所示。
图3-4 出栈操作过程图
3.2 栈的存储和实现
• 3.2.1 顺序栈
• 由于栈是操作受限制的线性表,因此与线性表类 似,栈也有两种存储结构,即顺序存储结构和链 式存储结构。
• 1.顺序栈的定义
• 栈的顺序存储结构称为顺序栈。类似于顺序表的 类型定义,顺序栈是用一个预设的足够长度的一 维数组和一个记录栈顶元素位置的变量来实现。
3.2 栈的存储和实现
• • • • • • • • • • • • • • if(flag==1) printf("\n出栈成功!"); else printf("出栈失败!"); break; case '4': if(flag=GetTop(&S,&x)) printf("当前的栈顶元素值为:%d",x); break; case '0': ch1='n';break; default: printf("输入有误,请输入0~4进行选择!"); }
第一节 栈
第一节栈一、栈的基本概念1.栈的定义限制在表的一端进行插入和删除运算的线性表。
栈顶(top)和栈底(bottom) :允许插入、删除的一端称为栈顶,另一端称为栈底。
空栈:表中没有元素称为空栈。
栈顶元素:处于栈顶位的数据元素。
2.栈的特征运算受限的线性表。
栈的运算规则:后进先出(LIFO)3.栈的基本运算(1)初始化InitStack(S):构造一个空栈S。
(2)判栈空EmptyStack(S):若栈S为空栈,则返回1,否则返回0。
(3)进栈Push(S,x):将元素x插入栈s,使x成为栈S的栈顶元素。
(4)出栈Pop(S):删除S的栈顶元素。
(5)取栈顶GetTop(S):返回栈顶元素。
二、栈的顺序实现1.思路栈的本质是线性表,线性表的存储结构对栈也适用,栈的顺序存储结构称为顺序栈。
与顺序表类似,可用一个预设的足够长度的一维数组来实现顺序栈。
栈底位置固定不变,栈顶位置随着入栈和出栈操作而变化。
用一个整型变量top存储栈顶的位置,通常称top 为栈顶指针(实际是数组的下标)。
2.顺序栈的定义const int maxsize=100;//顺序栈的容量typedef struct seqstack{ DataType data[maxsize]; //存储栈中数据元素的数组int top; //标志栈顶位置的变量} SeqStk;3.基本运算在顺序栈上的实现算法(1)初始化int InitStack(SeqStk *stk){stk->top=0; //置空栈return 1;}(2)判栈空int EmptyStack(SeqStk *stk) //若栈为空,则返回1,否则返回0{If (stk->top==0)return 1;else return 0;}(3)进栈int Push(SeqStk *stk,DataType x) //若栈未满,元素x进栈stk中,否则提示出错信息{if (stk->top==maxsize-1){error("栈已满"); return 0;}//栈满不能入栈,返回错误代码0else { stk->top++; //栈顶指针向上移动stk->data[stk->top]=x; //将x置入新的栈顶return 1; //入栈成功,返回成功代码1}}(4)出栈int Pop(SeqStk *stk){ if (EmptyStack(stk)){error("下溢"); return 0;} //栈空不能出栈,返回错误代码0else{stk->top--;//栈顶指针向下移动return 1; //返回成功代码1 }}(5)取栈顶元素DataType GetTop(SeqStk *stk) //取栈顶元素,栈顶元素可以通过参数返回{ if ( EmptySeqStack (stk)) return NULLData;//栈空,返回NULLDataelsereturn stk->data[stk->top];//返回栈顶数据元素}4.几点注意:(1) 对于顺序栈,入栈时,首先判栈是否满了,栈满时,不能入栈; 否则出现空间溢出,引起错误,这种现象称为上溢。
栈和队列区别及应用场景
栈和队列区别及应用场景栈(Stack)和队列(Queue)是两种常见的数据结构,它们在计算机科学领域有广泛的应用。
本文将从定义、特点和基本操作等方面详细介绍栈和队列的区别,并分析它们各自的应用场景。
一、栈的定义及特点:栈是一种线性数据结构,其特点是“先进后出”(Last In First Out,LIFO)。
即在栈中最后一个进入的元素,也是第一个出栈的元素。
栈的基本操作包括入栈和出栈。
入栈(Push)是将一个元素追加到栈的顶部,出栈(Pop)是将栈顶元素移除。
栈的应用场景:1.函数调用:在函数调用时,每遇到一个新的函数调用就将当前的上下文(包括局部变量和返回地址)压入栈中,当函数调用完毕后,再弹出栈顶元素,恢复上一个函数的上下文。
2.表达式求值:栈可以用于进行中缀表达式到后缀表达式的转换,并通过栈来计算后缀表达式的值。
3.递归:递归算法的实现中通常会使用栈来保存递归调用的上下文。
4.撤销操作:在很多应用程序中,比如文本编辑器和图像处理软件中,通过栈来存储用户操作,以便可以撤销之前的操作。
5.浏览器历史记录:浏览器通常使用栈来实现历史记录的功能,每当用户浏览一个新的页面时,就将该页面的URL入栈,当用户点击后退按钮时,再依次出栈。
6.二叉树的遍历:用栈可以实现二叉树的深度优先遍历,具体的实现是使用非递归的方式进行前序、中序、后序遍历。
二、队列的定义及特点:队列也是一种线性数据结构,其特点是“先进先出”(First In First Out,FIFO)。
即在队列中最先进入的元素,也是第一个出队列的元素。
队列的基本操作包括入队和出队。
入队(Enqueue)是将元素放入队列的尾部,出队(Dequeue)是将队列的头部元素移除。
队列的应用场景:1.广度优先搜索:在图论中,广度优先搜索(Breadth First Search,BFS)通常会使用队列来实现,按照层次的顺序进行搜索。
2.缓冲区:队列可以用作缓冲区,在生产者和消费者模型中,生产者将数据放入队列的尾部,消费者从队列的头部取出数据进行处理。
栈的定义及基本操作
栈的定义及基本操作栈是一种常见的数据结构,它的特点是“先进后出”(Last-In-First-Out, LIFO)。
栈可以看作是一种特殊的线性表,在插入和删除元素时,只能在表的一端进行操作,这一端被称为栈顶。
而另一端被称为栈底。
栈的基本操作包括入栈(push)、出栈(pop)、获取栈顶元素(peek)和判断空栈(isEmpty)。
1. 入栈(push):将新元素加入栈顶。
因为栈是一种动态数据结构,所以在添加新元素时,栈的长度会增加。
2. 出栈(pop):将栈顶元素移除。
出栈操作会返回被移除的元素。
因为栈的特性,只能移除栈顶元素。
3. 获取栈顶元素(peek):不移除栈顶元素,只返回它的值。
4. 判断空栈(isEmpty):检查栈是否为空,即栈中是否有元素。
栈可以用数组或链表来实现,以下是使用数组实现栈的代码示例:```pythonclass Stack:def __init__(self):self.stack = []def push(self, item):self.stack.append(item)def pop(self):if self.isEmpty(:return Nonereturn self.stack.popdef peek(self):if self.isEmpty(:return Nonereturn self.stack[-1]def isEmpty(self):return len(self.stack) == 0```上述代码中,Stack类使用一个列表来存储栈中的元素。
push方法将新元素添加到列表的末尾,pop方法通过使用pop函数从列表的末尾移除并返回栈顶元素。
peek方法返回栈顶元素的值,但不移除它。
isEmpty方法检查栈是否为空。
栈的应用非常广泛。
下面列举几个使用栈的常见场景:1.括号匹配:使用栈可以判断一串括号是否匹配。
遍历字符串,遇到左括号则入栈,遇到右括号则与栈顶元素进行匹配,如果匹配成功则出栈,否则括号不匹配。
python中栈的定义
python中栈的定义栈(Stack)是一种线性数据结构,可以用数组或链表实现。
栈采用"先进后出"(Last In First Out, LIFO)的策略,即最后压入栈的元素最先弹出。
栈可以用来实现函数调用、表达式求值、计算机内存管理和编译器语法分析等功能。
栈内部通常包含以下三个基本操作:1.入栈(Push):将元素添加到栈顶的操作。
3.查看栈顶元素(Peek):返回栈顶元素但不弹出的操作。
在Python中,可以使用列表(List)来模拟栈的实现,用append()方法向栈中添加元素,用pop()方法弹出栈顶元素。
例如,下面的代码演示了用列表实现栈的基本操作:```pythonstack = []stack.append(1) # 入栈stack.append(2)stack.append(3)print(stack.pop()) # 出栈,输出3print(stack.pop()) # 出栈,输出2print(stack[-1]) # 查看栈顶元素,输出1```以上代码演示了栈的基本操作,通过使用列表(List)实现,可以完成添加、弹出和查看栈顶元素的操作。
除了列表(List)外,Python还提供了一个专门用于实现栈的数据类型——双端队列(Deque)。
双端队列提供了append()和appendleft()方法可以在队列的两端添加元素,也提供了pop()和popleft()方法可以弹出队列的两端元素。
因此,双端队列可以既当作队列使用,又当作栈使用。
例如,下面的代码演示了用双端队列实现栈的基本操作:```pythonfrom collections import deque以上代码演示了如何用双端队列实现栈的基本操作,在Python的标准库中,双端队列(deque)在collections模块中定义,可以很方便地使用。
需要注意的是,双端队列的性能要比列表(List)略好一些,尤其是在执行大量入栈和出栈操作时。
栈的调用过程
栈的调用过程一、栈的定义栈是一种线性数据结构,它由一系列相同类型的元素组成,这些元素按照后进先出的原则进行插入和删除。
栈的两个基本操作是进栈(Push)和出栈(Pop),进栈指将元素插入到栈顶,出栈指将栈顶元素删除并返回。
二、栈的操作1. 初始化栈:创建一个空栈,并指定栈的最大容量。
2. 进栈操作:将元素插入到栈顶,如果栈已满则报错。
3. 出栈操作:删除栈顶元素并返回,如果栈为空则报错。
4. 取栈顶元素:返回栈顶元素的值,但不删除。
5. 判断栈是否为空:若栈为空则返回真,否则返回假。
6. 判断栈是否已满:若栈已满则返回真,否则返回假。
1. 函数调用:在程序执行过程中,每次函数调用时,会将函数返回地址、参数和局部变量等信息保存在栈帧中。
当函数执行完毕后,栈帧会被出栈,恢复到上一级函数的执行点。
2. 表达式求值:对于中缀表达式,可以通过将其转换为后缀表达式,并利用栈进行求值。
遍历后缀表达式,如果遇到操作数则进栈,如果遇到操作符则从栈中弹出相应数量的操作数进行运算,并将结果进栈,最终得到表达式的计算结果。
3. 迭代问题:在某些场景下,迭代问题也可以通过栈来解决。
例如深度优先搜索(DFS)、回溯算法等,都可以利用栈来实现状态的保存和回退。
四、栈的应用1. 括号匹配:使用栈可以判断一个字符串中的括号是否匹配。
遍历字符串,如果遇到左括号则进栈,如果遇到右括号则从栈中弹出一个左括号进行匹配,如果匹配成功则继续,否则返回错误。
2. 浏览器的前进后退:浏览器的前进后退功能可以通过两个栈来实现。
当用户点击前进按钮时,将当前页面的URL进栈A,并将栈B 清空;当用户点击后退按钮时,将栈A的栈顶元素弹出并进栈B,再将栈B的栈顶元素弹出作为当前页面的URL。
3. 函数调用栈的实现:编程语言中的函数调用栈可以通过栈来实现。
每次函数调用时,将函数的返回地址、参数和局部变量等信息保存在栈帧中,函数执行完毕后再将栈帧出栈,恢复到上一级函数的执行点。
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bool StackInit(SStack &S) { //初始化栈,即构造空栈
S.base=new SElemType[StackInitSize];
if (!S.base) return false;
S.top=S.base; S.stacksize=StackInitSize; return true;
SElemType data; SNode *next; //相当于线性表的prior
} *LStack;
void StackInit(LStack &S) { S=NULL;}
链栈的入栈
void Push(LStack &S,SElemType e) {
LStack q;
q=new SNode; q->data=e; q->next=S; S=q;
cout << ',';
PreOrderLists( T->rchild, visit );
cout << ')';
}
}
else
cout << '#';
}
先序遍历二叉树
void preorder(BiTree T,void visit(ElemType))
{
if(!T)
return ;
visit (T->data);
{
Queue q;
Tree x,y;
if(!T)
return;
QueueInit(q);
Enqueue(q,T);
while(Dequeue(q,x))
{
visit(x->data)
for(y=x->firstchild;y;y=y->nextsibling)
Enqueue(q,y);
}
}
先序遍历输出二叉树
&&MirrorSimilar(t1->rchild,t2->lchild);
}
广度优先搜索遍历
Viod BFSTraverse(ALGraph &G,void ,void visit(VexType))
{
int i,j,k;
ArcPtr p;
Queue q;
for(i=1;i<=G.Vexnum;i++)
preorder(T->lchild, visit);
preorder(T->rchild, visit);
}
判断两个二叉树是否相似
bool Similar( BiTree T1, BiTree T2 )
{
if( !T1 && !T2 )
return true;
if( !T1 || !T2 )
return false;
void PreOrderLists( BiTree T, void visit( TElemType ) )
{
if( T )
{
visit( T->data );
if( T->lchild || T->rchild )
{
cout << '(';
PreOrderLists( T->lchild, visit );
}
}Байду номын сангаас
}
链栈的出栈
bool Pop(LStack &S, SElemType &e) {
LStack q;
if (!S) return false;
e=S->data; q=S; S=S->next;
delete q; return true;
}
层序遍历树
Void TreeLevelOrder(tree T,void visit(TelemType))
{
k=p->adjvex;
if(!G.Vexs[k].visited)
{
visit(G>Vexs[k].data);
G.Vexs[k].visited=true;
Enqueue(q.k);
}
}
}
}
深度优先搜索遍历
void DFS(ALGraph &G, int i, void visit(VexType))
(S.stacksize+StackInc)*sizeof(SElemType));
if (!newbase) return false;
S.base=newbase; S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=StackInc;
}
*S.top=e; S.top++; return true;
G.Vexs[i].visited=false;
for(i=1;i<=G.Vexnum;i++)
if(!G.vex[i].visited)
{
visit(G.Vexs[i].data);
G.Vexs[i].visited=true;
Enqueue(q,i);
while(Dequeue(q,j))
for(p=G.Vexs[j].firstarc;p;p=p->nextarc)
循环队链的出队
bool Dequeue( CSQueue &q, QElemType &e )
{
int front;
if( q.length == 0 )
return false;
front = ( q.rear + 1 - q.length + MAXQSIZE ) % MAXQSIZE;
e = q.elem[ front ];
q.length --;
return true;
}
循环队链的入队
bool Enqueue( CSQueue &q, QElemType e )
{
if( q.length == MAXQSIZE )
return false;
q.rear = ( q.rear + 1 ) % MAXQSIZE;
q.elem[ q.rear ] = e;
T->rchild = p;
Swap( T->rchild );
Swap( T->lchild );
}
二叉树的深度
int depth( BiTree T )
{
if( !T )
return 0;
int dl, dr;
dl = depth( T->lchild );
dr = depth( T->rchild );
delete p;
return true;
}
顺序栈的类型定义与基本操作:
const StackInitSize=100;
const StackInc=10;
struct SStack {
SElemType *base,*top; //栈底指针,栈顶指针
int stacksize; //当前分配的存储空间
return dl > dr? dl+1:dr+1;
}
计算树的深度
int TreeDepth( tree T )
{
if( !T )
return 0;
int d = 1;
tree p;
int depth = 1;
for( p = T->firstchild; p; p = p->nextsibling )
{ int j;
Arcptr p;
visit(G.Vexc[i].data);
G.Vexs[i].visited=true;
for(p=G.Vexs[i].firstarc ;p; p=p->nextarc)
{
J=p->adjvex;
if(!G.Vex[j].visited)
DFS(G,j,visit);
{
int i = -1;
CreateBiTree( T, s, i );
}
判断二叉树是否镜像相似
bool MirrorSimilar(BiTree t1,Bitree t2)
{
return (!t1&&!t2)||t1&&t2&&MirrorSimilar(t1->lchild,t2->rchild)
{
d = d + TreeDepth( p );
if( d > depth )
depth = d;
d = 1;
}
if( d >depth )
depth = d;
return depth;
}
构造二叉树
void CreateBiTree( BiTree &T, TElemType s[], int &i )
}
链队的出队
bool Dequeue( LQueue &q, QElemType &e )
{
LQueuePtr p;
if( q.rear->next == q.rear )
return false;
p = q.rear->next;
e = p->next->data;
q.rear->next = p->next;
{
i++;
if( s[i] =='#' )