C语言栈的应用
c语言栈计算表达式
c语言栈计算表达式在计算机科学中,栈是一种非常重要的数据结构,被广泛应用于编译器、操作系统、网络通信等领域。
在本文中,我们将探讨如何使用C语言实现栈来计算表达式。
表达式是由操作数、操作符和括号组成的数学式子,例如:3 + 4 * 2 / (1 - 5)。
在计算表达式时,我们需要遵循一定的计算规则,如乘除法优先于加减法,括号内的计算优先于括号外的计算等。
我们可以使用栈来实现对表达式的计算。
具体步骤如下:1. 定义两个栈:一个操作数栈和一个操作符栈。
2. 从左到右遍历表达式的每一个字符,如果是数字则将其压入操作数栈;如果是操作符则将其压入操作符栈,并根据运算规则进行计算。
3. 在遍历完成后,操作符栈中可能还有未计算的操作符,需要继续计算,直到操作符栈为空。
4. 最终操作数栈中只剩下一个数,即为表达式的计算结果。
下面是一段示例代码,用于计算简单的表达式:```#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <ctype.h>#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE];int top;} Stack;void initStack(Stack *s) {s->top = -1;}void push(Stack *s, int item) { if (s->top == MAX_SIZE - 1) { printf('Stack Overflow');exit(1);}s->data[++s->top] = item;}int pop(Stack *s) {if (s->top == -1) {printf('Stack Underflow');exit(1);}return s->data[s->top--];}int isEmpty(Stack *s) {return s->top == -1;}int isFull(Stack *s) {return s->top == MAX_SIZE - 1;}int peek(Stack *s) {return s->data[s->top];}int evaluate(char *expr) {Stack operandStack, operatorStack; initStack(&operandStack);initStack(&operatorStack);int i = 0;while (expr[i] != '0') {if (isdigit(expr[i])) {int num = 0;while (isdigit(expr[i])) {num = num * 10 + (expr[i] - '0'); i++;}push(&operandStack, num);}else if (expr[i] == '(') {push(&operatorStack, expr[i]);i++;}else if (expr[i] == ')') {while (!isEmpty(&operatorStack) && peek(&operatorStack) != '(') {int op2 = pop(&operandStack);int op1 = pop(&operandStack);char op = pop(&operatorStack);int result;switch (op) {case '+':result = op1 + op2;break;case '-':result = op1 - op2;break;case '*':result = op1 * op2;break;case '/':result = op1 / op2;break;}push(&operandStack, result);}pop(&operatorStack);i++;}else if (expr[i] == '+' || expr[i] == '-' || expr[i] == '*' || expr[i] == '/') {while (!isEmpty(&operatorStack) &&peek(&operatorStack) != '(' &&((expr[i] == '*' || expr[i] == '/') || (expr[i] == '+' || expr[i] == '-') &&(peek(&operatorStack) == '*' || peek(&operatorStack) == '/'))) {int op2 = pop(&operandStack);int op1 = pop(&operandStack);char op = pop(&operatorStack);int result;switch (op) {case '+':result = op1 + op2;break;case '-':result = op1 - op2;break;case '*':result = op1 * op2;break;case '/':result = op1 / op2;break;}push(&operandStack, result); }push(&operatorStack, expr[i]); i++;}else {i++;}}while (!isEmpty(&operatorStack)) { int op2 = pop(&operandStack);int op1 = pop(&operandStack);char op = pop(&operatorStack);int result;switch (op) {case '+':result = op1 + op2;break;case '-':result = op1 - op2;break;case '*':result = op1 * op2;break;case '/':result = op1 / op2;break;}push(&operandStack, result);}return pop(&operandStack);}int main() {char expr[MAX_SIZE];printf('Enter an expression: ');fgets(expr, MAX_SIZE, stdin);int result = evaluate(expr);printf('Result = %d', result);return 0;}```在这段代码中,我们定义了一个栈结构体,包含了栈的数据和栈顶指针。
数据结构中的栈与队列的应用场景
数据结构中的栈与队列的应用场景栈与队列是数据结构中常见的两种基本数据类型,它们在不同的应用场景中发挥着重要作用。
下面将分别介绍栈和队列的应用场景。
栈的应用场景:1. 编辑器的撤销操作:在编辑器中,撤销(undo)操作是一个常见需求。
撤销操作通常是按照用户操作的反序执行,因此可以使用栈来存储每一次的操作,当用户执行撤销操作时,从栈中弹出最近的操作并执行对应的反操作。
2. 后退按钮的实现:在浏览器中,后退按钮用于返回上一个访问的网页。
通过使用栈来存储用户的访问记录,每当用户访问一个新的页面时,将该页面的地址压入栈中。
当用户点击后退按钮时,从栈中弹出最近访问的页面地址并跳转到该页面。
3. 函数调用与返回:在程序中,函数的调用和返回通常遵循“后进先出”的原则,即后调用的函数先返回。
因此,可以使用栈来实现函数调用与返回的过程。
每当一个函数被调用时,将该函数的执行环境(包括参数、局部变量等)压入栈中;当函数执行完毕后,从栈中弹出该函数的执行环境,恢复上一个函数的执行。
队列的应用场景:1. 消息队列:在分布式系统和异步通信中,消息队列用于解耦发送方和接收方之间的耦合性。
发送方将消息发送到队列的末尾,接收方从队列的头部获取消息进行处理。
消息队列可以实现异步处理、削峰填谷等功能,常见的消息队列系统有RabbitMQ和Kafka等。
2. 操作系统中的进程调度:在操作系统中,进程调度用于控制多个进程的执行顺序。
常见的调度算法中,有使用队列来实现的先来先服务(FCFS)调度算法和轮转调度算法。
进程按照到达时间的顺序加入队列,在CPU空闲时,从队列的头部取出一个进程执行。
3. 打印队列:在打印机等资源共享环境中,通常会使用打印队列来管理多个打印请求。
每当用户提交一个打印请求时,将该请求加入打印队列的末尾,打印机从队列的头部取出请求进行打印。
这样可以保证每个用户的打印请求按照提交的顺序进行处理。
综上所述,栈和队列在不同的应用场景中发挥着重要作用。
栈和队列的应用
栈和队列的应用栈和队列是计算机科学中非常重要的数据结构,它们在各种应用中被广泛使用。
本文将探讨栈和队列的应用,并讨论它们在不同场景下的具体用途。
一、栈的应用1. 浏览器的前进后退功能在使用浏览器时,我们可以通过点击前进按钮或后退按钮来切换网页。
这种功能实际上是由一个栈来实现的。
当我们访问新的网页时,当前页面被推入栈中,当我们点击后退按钮时,栈顶的页面被弹出并显示在浏览器中。
2. 函数调用栈在编写程序时,函数的调用和返回也是通过栈来管理的。
每当一个函数被调用时,相关的信息(例如参数、返回地址等)会被推入栈中,当函数执行完毕后,这些信息会从栈中弹出,程序会回到函数调用的地方继续执行。
3. 括号匹配在编写编译器或表达式计算器时,需要检查括号是否正确匹配。
这个问题可以使用栈来解决。
遍历表达式时,遇到左括号将其推入栈中,遇到右括号时,若栈顶元素是对应的左括号,则将栈顶元素弹出,继续处理下一个字符;若栈为空或栈顶元素不是对应的左括号,则括号不匹配。
二、队列的应用1. 消息队列消息队列是一种在分布式系统中实现异步通信的机制。
它常用于解耦系统中的组件,例如,一个组件将消息发送到队列中,而另一个组件则从队列中接收消息并处理。
这种方式可以提高系统的可伸缩性和可靠性。
2. 打印队列在打印机系统中,多个任务需要按照先后顺序进行打印。
这时可以使用队列来管理打印任务的顺序。
每当一个任务到达时,将其加入到队列的末尾,打印机从队列的头部取出任务进行打印,直到队列为空。
3. 广度优先搜索广度优先搜索(BFS)是一种常用的图搜索算法,它使用队列来辅助实现。
在BFS中,首先将起始节点加入队列中,然后依次将与当前节点相邻且未访问过的节点入队,直到遍历完所有节点。
结论栈和队列作为常用的数据结构,在计算机科学中有着广泛的应用。
本文只介绍了它们部分的应用场景,实际上它们还可以用于解决其他许多问题,如迷宫路径搜索、计算器计算等。
因此,了解和熟练运用栈和队列是程序员和计算机科学家的基本素养之一。
用堆栈实现四则运算c语言
用堆栈实现四则运算c语言堆栈是一种常见的数据结构,它符合先进后出的原则。
在四则运算中,我们可以借助堆栈这种数据结构实现运算,方便高效,不易出错。
堆栈的实现包括两个基本操作:Push(入栈)和Pop(出栈)。
我们可以以此设计四则运算。
首先,我们需要将输入的四则运算表达式转换成后缀表达式。
后缀表达式也叫逆波兰表达式,相对于中缀表达式而言,运算符在后面,操作数在前面,这样方便计算机进行读取和计算。
例如:中缀表达式:5+3*2后缀表达式:5 3 2 * +将中缀表达式转换成后缀表达式,我们需要用到堆栈。
具体的实现方法是,从左向右遍历表达式,如果是数字,则直接输出;如果是符号,则将其与堆栈顶的符号进行比较,如果优先级高就入栈,否则不断将符号出栈并输出,直到当前符号优先级大于堆栈顶符号优先级,最后将当前符号入栈。
例如:表达式:5+3*2堆栈操作:1.将5输出,堆栈为空2.遇到+号,入栈3.将3输出,堆栈顶为+号4.遇到*号,入栈5.将2输出,堆栈顶为*号6.输出*号,堆栈顶为+号7.输出+号,堆栈为空得到后缀表达式:5 3 2 * +有了后缀表达式,我们可以用堆栈进行计算。
具体方法是,从左向右遍历后缀表达式,如果是数字则入栈,如果是符号则将栈顶两个数字出栈并进行计算,将结果入栈,最终得到最终的计算结果。
例如:后缀表达式:5 3 2 * +堆栈操作:1.将5入栈2.将3入栈3.遇到*号,出栈3和2,进行计算得到6,将6入栈4.将栈顶元素5出栈5.遇到+号,出栈6和5,进行计算得到11,将11入栈得到计算结果:11通过堆栈实现四则运算,可以有效简化我们的计算流程,避免复杂的优先级判断和计算错误。
同时,堆栈为我们提供了一种更加高效的数据结构,不仅在四则运算中可以发挥作用,在其他应用中也很常见。
当然,在实际应用中,我们需要考虑到多种情况的处理,例如负数、小数、括号等,以及错误处理等细节问题,才能保证算法的正确性和可靠性。
c语言stack(栈)和heap(堆)的使用详解
c语⾔stack(栈)和heap(堆)的使⽤详解⼀、预备知识—程序的内存分配⼀个由C/C++编译的程序占⽤的内存分为以下⼏个部分1、栈区(stack)—由编译器⾃动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。
其操作⽅式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap)—⼀般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事,分配⽅式倒是类似于链表。
3、全局区(静态区)(static)—全局变量和静态变量的存储是放在⼀块的,初始化的全局变量和静态变量在⼀块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另⼀块区域。
程序结束后由系统释放。
4、⽂字常量区—常量字符串就是放在这⾥的。
程序结束后由系统释放。
5、程序代码区—存放函数体的⼆进制代码。
⼆、例⼦程序复制代码代码如下://main.cppint a=0; //全局初始化区char *p1; //全局未初始化区main(){intb;栈char s[]="abc"; //栈char *p2; //栈char *p3="123456"; //123456\0在常量区,p3在栈上。
static int c=0; //全局(静态)初始化区p1 = (char*)malloc(10);p2 = (char*)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1,"123456"); //123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所向"123456"优化成⼀个地⽅。
}三、堆和栈的理论知识2.1申请⽅式stack:由系统⾃动分配。
例如,声明在函数中⼀个局部变量int b;系统⾃动在栈中为b开辟空间heap:需要程序员⾃⼰申请,并指明⼤⼩,在c中⽤malloc函数如p1=(char*)malloc(10);在C++中⽤new运算符如p2=(char*)malloc(10);但是注意p1、p2本⾝是在栈中的。
c语言入栈出栈代码
c语言入栈出栈代码C语言是一种广泛使用的编程语言,它具有高效、简洁、灵活等特点,因此在计算机科学领域中得到了广泛的应用。
在C语言中,入栈出栈是一种非常重要的操作,它可以帮助我们实现很多有用的功能。
本文将介绍C语言中的入栈出栈操作,并提供一些示例代码,帮助读者更好地理解这些操作。
一、什么是栈在介绍入栈出栈操作之前,我们需要先了解一下什么是栈。
栈是一种数据结构,它具有后进先出(LIFO)的特点。
也就是说,最后进入栈的元素最先被取出。
栈可以用数组或链表来实现,但是数组实现的栈比较简单,因此我们在本文中只介绍数组实现的栈。
二、栈的基本操作栈的基本操作包括入栈和出栈。
入栈操作将一个元素压入栈中,出栈操作将栈顶元素弹出。
下面是栈的基本操作的代码实现:```c#define MAXSIZE 100 // 栈的最大容量typedef struct {int data[MAXSIZE]; // 栈的数据int top; // 栈顶指针} Stack;// 初始化栈void initStack(Stack *s) {s->top = -1;}// 判断栈是否为空int isEmpty(Stack *s) {return s->top == -1;}// 判断栈是否已满int isFull(Stack *s) {return s->top == MAXSIZE - 1; }// 入栈操作void push(Stack *s, int x) {if (isFull(s)) {printf("Stack is full.\n");return;}s->top++;s->data[s->top] = x;}// 出栈操作int pop(Stack *s) {if (isEmpty(s)) {printf("Stack is empty.\n");return -1;}int x = s->data[s->top];s->top--;return x;}```在上面的代码中,我们定义了一个结构体Stack,它包含一个数组data和一个指针top。
c语言栈和队列基础知识
c语言栈和队列基础知识
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊C 语言里超级重要的栈和队列基础知识。
先来说说栈吧,这就好像是一个只能从一端进出的神奇箱子。
比如说,你叠罗汉,先上去的人得最后下来,这就是栈的特点呀!你想想看,你把东西一个一个地往栈里放,最后放进去的会在最上面,要拿出来的时候也是它先出来,是不是很有趣?就像你把书一本本叠起来,要拿的时候总是最上面那本先到手。
那队列呢,这可不一样啦,它就像是排队买好吃的的队伍。
先来的人先得到服务,先进入队列的先出去。
比如说在银行排队办业务,前面的人办完了就走了,后面的人依次往前挪,这多形象啊!
嘿,你看,栈和队列虽然简单,但是在编程里用处可大了去了!比如说,当你需要按照特定顺序处理数据的时候,栈就派上用场了。
就好比你要按顺序完成一系列任务,先做的任务就放在栈里,一个一个处理。
队列呢,则在很多需要排队处理的场景中不可或缺。
比如网络中的数据包传输,就得按照先来后到的顺序来,这时候队列就发挥作用啦!“哎呀,要是没有栈和队列,那编程得多乱套啊!”
栈和队列的实现也不难哦,在 C 语言里可以用数组或者链表来实现。
这就像你有不同的工具来完成一个任务,各有各的好处。
总之啊,C 语言的栈和队列基础知识真的很重要呢,它们就像是编程世界的小魔法,能让你的代码变得更有条理,更高效。
所以,朋友们,一定要好好掌握它们呀!可别小瞧了它们哟!我的观点就是:栈和队列是 C 语言中非常关键的部分,掌握了它们,你就向编程高手迈进了一大步!。
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);
用栈解决表达式求值问题的c语言代码
栈是一种常见的数据结构,用于解决许多算法和数据处理问题。
在编程中,栈通常用于处理表达式求值问题。
本篇文章将介绍如何使用栈解决表达式求值问题,并给出对应的C语言代码。
1. 表达式求值问题介绍表达式求值是指计算一个数学表达式的值,通常涉及到四则运算、括号和优先级等概念。
给定一个表达式“3 + 4 * 2”,我们需要得到其计算结果为11。
在编程中,需要将该表达式转换为计算机可识别的形式,并使用算法进行求值。
2. 中缀表达式、前缀表达式和后缀表达式在计算机中常见的表达式有三种形式:中缀表达式、前缀表达式和后缀表达式。
其中,中缀表达式是通常人们在日常生活中使用的表达式形式,如“3 + 4 * 2”。
前缀表达式是运算符位于操作数之前的形式,例如“+ 3 * 4 2”。
后缀表达式则是运算符位于操作数之后的形式,例如“3 4 2 * +”。
3. 使用栈解决表达式求值问题在解决表达式求值问题时,我们可以利用栈的特性来简化计算过程。
具体步骤如下:3.1 将中缀表达式转换为后缀表达式我们需要将中缀表达式转换为后缀表达式,这样可以简化表达式的计算顺序。
具体转换规则如下:- 从左至右扫描中缀表达式的每个数字或符号。
- 如果是操作数,则直接输出。
- 如果是运算符,则弹出栈中所有优先级大于或等于该运算符的运算符,并将其压入栈中,然后压入该运算符。
- 如果是括号,则根据括号的不同情况进行处理。
通过以上规则,我们可以将中缀表达式转换为后缀表达式。
3.2 计算后缀表达式的值得到后缀表达式后,我们可以利用栈来计算其值。
具体步骤如下:- 从左至右扫描后缀表达式的每个数字或符号。
- 如果是操作数,则压入栈中。
- 如果是运算符,则弹出栈中的两个操作数进行相应的运算,并将结果压入栈中。
- 继续扫描直到表达式结束,栈中的值即为所求结果。
通过以上步骤,我们可以使用栈来解决表达式求值问题。
4. C语言代码实现以下是使用C语言实现栈来解决表达式求值问题的代码示例:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct {int top;int capacity;int* array;} Stack;Stack* createStack(int capacity) {Stack* stack = (Stack*)malloc(sizeof(Stack));stack->capacity = capacity;stack->top = -1;stack->array = (int*)malloc(stack->capacity * sizeof(int)); return stack;}int isFull(Stack* stack) {return stack->top == stack->capacity - 1; }int isEmpty(Stack* stack) {return stack->top == -1;}void push(Stack* stack, int item) {if (isFull(stack)) return;stack->array[++stack->top] = item;}int pop(Stack* stack) {if (isEmpty(stack)) return -1;return stack->array[stack->top--];}int evaluatePostfix(char* exp) {Stack* stack = createStack(strlen(exp)); for (int i = 0; exp[i]; i++) {if (isdigit(exp[i])) {push(stack, exp[i] - '0');} else {int val1 = pop(stack);int val2 = pop(stack);switch (exp[i]) {case '+':push(stack, val2 + val1); break;case '-':push(stack, val2 - val1); break;case '*':push(stack, val2 * val1); break;case '/':push(stack, val2 / val1); break;}}}return pop(stack);}int m本人n() {char exp[] = "34*2+";printf("The value of s is d\n", exp, evaluatePostfix(exp));return 0;}```以上代码实现了栈的基本功能,并利用栈来计算后缀表达式的值。
栈的应用-数制转换(C语言数据结构)
栈的应⽤-数制转换(C语⾔数据结构)数制转换在计算机中经常⾯对不同数制的转换问题,如将⼀个⼗进制数N转换为d进制B。
数制转换的解决⽅法很多,其中⼀个简单的转换算法是重复下述两步。
直到N等于零为⽌。
x = N mod dN = N div d其中,N为需要转换的⼗进制数,d为转换后的进制,x值为转换后各个数位上的数,div为整除运算,mod为求余运算。
算法的运⾏过程为:第⼀次求出的x值为d进制数的最低位,最后⼀次求出的x值为d进制数的最⾼位,所以上述算法是从低位到⾼位顺序产⽣d进制的各位,然后逆序输出,因为它按“后进先出”的规律进⾏的,所以⽤栈这种结构处理最合适。
根据这个特点,利⽤栈来实现上述数制转换,即将计算过程种⼀次得到的d进制数码按顺序栈进栈。
计算结束后,再返顺序出栈,并按出栈顺序打印输出。
这样即可得到给定的⼗进制数对应的d进制数,由此可以得到数制转换的算法。
实现代码利⽤顺序栈实现数制转换(以⼗进制转换为⼆进制为例)1 #include <stdlib.h>2 #include <stdio.h>3 #define MAXSIZE 102445 /*定义顺序栈*/6 typedef int elemtype;7 typedef struct SequenStack8 {9 elemtype data[MAXSIZE];10 int top;11 }SequenStack;1213 /*判(顺序栈)栈空*/14 SequenStack * Init_SequenStack()15 {16 SequenStack * S;17 S = (SequenStack *)malloc(sizeof(SequenStack));1819 if (S == NULL)20 {21 return S;22 }23 S->top = -1;24 return S;25 }2627 /* 判空栈(顺序栈)*/28 int SequenStack_Empty(SequenStack * S)29 {30 if (S->top == -1)31 {32 return 1;33 }34 else35 {36 return 0;37 }38 }3940 /* ⼊栈(顺序栈) */41 int Push_SequenStack(SequenStack * S, elemtype x)42 {43 if (S->top >= MAXSIZE-1)44 {45 return 0;46 }47 S->top++;48 S->data[S->top] = x;49 return 1;50 }5152 /* 出栈(顺序栈) */53 int Pop_SequenStack(SequenStack * S, elemtype * x)54 {55 if (S->top == -1)56 {57 return 0;58 }59 else60 {61 S->top--;62 *x = S->data[S->top+1];63 return 1;64 }65 }6667 /* 进制转换算法 */68 void SequenStackConversion(int N)69 {70 int x;71 SequenStack * S = Init_SequenStack();72 while (N > 0)73 {74 Push_SequenStack(S, N % 2);75 N = N / 2;76 }77 while (! SequenStack_Empty(S))78 {79 Pop_SequenStack(S, &x);80 printf("%d", x);81 }82 }8384 int main()85 {86 int N;87 printf("Please enter the decimal number you want want to convert:\n");88 scanf("%d", &N);89 printf("The converted binary number is:\n");90 SequenStackConversion(N);91 }实现结果:利⽤链栈栈实现数制转换(以⼗进制转换为⼆进制为例)1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>34 /*定义链栈*/5 typedef int elemtype;6 typedef struct LinkedStackNode7 {8 elemtype data;9 struct LinkedStackNode *next;10 }LinkedStackNode, *LinkedStack;11 LinkedStack top;1213 /*链栈的初始化*/14 LinkedStack Init_LinkedStack()15 {16 LinkedStack top = (LinkedStackNode *)malloc(sizeof(LinkedStackNode));1718 if(top != NULL)19 {20 top->next = NULL;21 }22 return top;23 }2425 /*判栈空*/26 int LinkedStack_Empty(LinkedStack top)27 {28 if (top->next == NULL)29 {30 return 1;31 }32 else33 {34 return 0;35 }3637 }3839 /*⼊栈*/40 int Push_LinkedStack(LinkedStack top, elemtype x)41 {42 LinkedStackNode *node;43 node = (LinkedStackNode *)malloc(sizeof(LinkedStackNode));4445 if (node == NULL)46 {47 return 0;48 }49 else50 {51 node->data = x;52 node->next = top->next;53 top->next = node;54 return 1;55 }5657 }5859 /*出栈*/60 int Pop_LinkedStack(LinkedStack top, elemtype * x)61 {62 LinkedStackNode *node;63 if (top->next == NULL)64 {65 return 0;66 }67 else68 {69 node = top->next;70 *x = node->data;71 top->next = node->next;72 free(node);73 return 1;74 }7576 }7778 /*进制转换*/79 void ListStackConversion(int N)80 {81 int x;82 LinkedStack S = Init_LinkedStack();83 while (N > 0)84 {85 Push_LinkedStack(S, N % 2);86 N = N / 2;87 }88 while (! LinkedStack_Empty(S))89 {90 Pop_LinkedStack(S, &x);91 printf("%d", x);92 }9394 }9596 int main()97 {98 int N;99 printf("Please enter the decimal number you want want to convert:\n"); 100 scanf("%d", &N);101 printf("The converted binary number is:\n");102 ListStackConversion(N);103 }实现结果:把顺序栈和链栈两种功能综合在⼀起实现数制转换(以⼗进制转换为⼗六进制为例)1 /* 进制转换 */2 #include <stdlib.h>3 #include <stdio.h>4 #define MAXSIZE 100 /*定义顺序栈的长度*/56 /*定义顺序栈*/7 typedef int elemtype;8 typedef struct SequenStack9 {10 elemtype data[MAXSIZE];11 int top;12 }SequenStack;1314 /*定义链栈*/15 typedef int elemtype;16 typedef struct LinkedStackNode17 {18 elemtype data;19 struct LinkedStackNode *next;20 }LinkedStackNode, *LinkedStack;21 LinkedStack top;2223 /* 顺序栈初始化 */24 SequenStack * Init_SequenStack()25 {26 SequenStack * S;27 S = (SequenStack *)malloc(sizeof(SequenStack));2829 if (S == NULL)30 {31 return S;32 }33 S->top = -1;34 return S;35 }3637 /*链栈的初始化*/38 LinkedStack Init_LinkedStack()39 {40 LinkedStack top = (LinkedStackNode *)malloc(sizeof(LinkedStackNode));4142 if(top != NULL)43 {44 top->next = NULL;45 }46 return top;47 }4849 /*判栈(顺序栈)空*/50 int SequenStack_Empty(SequenStack * S)51 {52 if (S->top == -1)53 {54 return 1;55 }56 else57 {58 return 0;59 }60 }6162 /* 判栈(链栈)空 */63 int LinkedStack_Empty(LinkedStack top)65 if (top->next == NULL)66 {67 return 1;68 }69 else70 {71 return 0;72 }7374 }7576 /* ⼊栈(顺序栈)*/77 int Push_SequenStack(SequenStack * S, elemtype x)78 {79 if (S->top >= MAXSIZE-1)80 {81 return 0;82 }83 S->top++;84 S->data[S->top] = x;85 return 1;86 }8788 /* 出栈(顺序栈) */89 int Pop_SequenStack(SequenStack * S, elemtype * x)90 {91 if (S->top == -1)92 {93 return 0;94 }95 else96 {97 S->top--;98 *x = S->data[S->top+1];99 return 1;100 }101 }102103 /* ⼊栈(链栈) */104 int Push_LinkedStack(LinkedStack top, elemtype x)105 {106 LinkedStackNode *node;107 node = (LinkedStackNode *)malloc(sizeof(LinkedStackNode)); 108109 if (node == NULL)110 {111 return 0;112 }113 else114 {115 node->data = x;116 node->next = top->next;117 top->next = node;118 return 1;119 }120121 }122123 /* 出栈(链栈) */124 int Pop_LinkedStack(LinkedStack top, elemtype * x)125 {126 LinkedStackNode *node;127 if (top->next == NULL)128 {129 return 0;130 }131 else132 {133 node = top->next;134 *x = node->data;135 top->next = node->next;136 free(node);137 return 1;138 }139140 }141142 /* 使⽤顺序⽅式进⾏进制转换的函数 */143 void SequenStackConversion(int N)144 {145 int x;146 SequenStack * S = Init_SequenStack();147 while (N > 0)149 Push_SequenStack(S, N % 16); 150 N = N / 16;151 }152 while (! SequenStack_Empty(S))153 {154 Pop_SequenStack(S, &x);155 switch (x)156 {157 case 10:158 printf("A");159 break;160 case 11:161 printf("B");162 break;163 case 12:164 printf("C");165 break;166 case 13:167 printf("D");168 break;169 case 14:170 printf("E");171 break;172 case 15:173 printf("F");174 break;175 default:176 printf("%d", x);177 break;178 }179 }180 }181182 /* 使⽤链栈⽅式进⾏进制转换的函数 */ 183 void ListStackConversion(int N)184 {185 int x;186 LinkedStack S = Init_LinkedStack(); 187 while (N > 0)188 {189 Push_LinkedStack(S, N % 16);190 N = N / 16;191 }192 while (! LinkedStack_Empty(S))193 {194 Pop_LinkedStack(S, &x);195 switch (x)196 {197 case 10:198 printf("A");199 break;200 case 11:201 printf("B");202 break;203 case 12:204 printf("C");205 break;206 case 13:207 printf("D");208 break;209 case 14:210 printf("E");211 break;212 case 15:213 printf("F");214 break;215 default:216 printf("%d", x);217 break;218 }219220 }221222 }223224 void function()225 {226 printf("-------------------------------------------\n"); 227 }228229 /* 主函数调⽤进制转换函数 */230 int main()231 {232 int N, x;233 printf("Please enter the decimal number you want want to convert:\n");234 scanf("%d", &N);235 function();236 printf("Choose using sequential stack or list stack\n");237 printf("1:Sequential stack 2:list stack:\n");238 function();239 scanf("%d", &x);240 printf("The converted binary number is:\n");241 switch (x)242 {243 case 1:244 SequenStackConversion(N);245 break;246 case 2:247 ListStackConversion(N);248 break;249 default:250 printf("error");251 break;252 }253254 return 0;255 }值得注意的是,当⼗进制转换为⼗六进制的时候,需要考虑输出现实⼤于9的⼗六进制位数,这⾥我们考虑可以使⽤switch开关实现。
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语言版数据结构知识点汇总
C语言版数据结构知识点汇总C语言是一种强大的编程语言,广泛应用于数据结构与算法的实现。
掌握C语言版数据结构的知识可以帮助开发人员更好地理解和设计高效的程序。
下面是C语言版数据结构的一些重要知识点的汇总:1. 数组(Array):数组是一种基本的数据结构,用于存储一系列相同类型的元素。
在C语言中,数组是通过下标来访问元素的,数组下标从0开始计数。
2. 链表(Linked List):链表是一种动态数据结构,不需要连续的内存空间。
链表由一系列结点组成,每个结点包含数据和指向下一个结点的指针。
常见的链表有单向链表、双向链表和循环链表。
3. 栈(Stack):栈是一种先进后出(LIFO)的数据结构,只能在末尾进行插入和删除操作。
在C语言中,栈可以用数组或链表来实现。
栈常用于表达式求值、函数调用和递归等场景。
4. 队列(Queue):队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,只能在一端进行插入操作,另一端进行删除操作。
在C语言中,队列可以用数组或链表来实现。
队列常用于广度优先和任务调度等场景。
5. 树(Tree):树是一种非线性的数据结构,由一系列的结点组成,每个结点可以有多个子结点。
树的一些重要特点包括根结点、父结点、子结点、叶子结点和深度等。
常见的树结构有二叉树和二叉树。
6. 图(Graph):图是一种非线性的数据结构,由一组顶点和一组边组成。
图的一些重要概念包括顶点的度、路径、连通性和环等。
图有多种表示方法,包括邻接矩阵和邻接表。
7.查找算法:查找算法用于在数据集中查找特定元素或确定元素是否存在。
常见的查找算法有顺序查找、二分查找和哈希查找。
在C语言中,可以使用数组、链表和树来实现不同的查找算法。
8.排序算法:排序算法用于将数据集中的元素按照特定的顺序进行排列。
常见的排序算法有冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序等。
排序算法的选择取决于数据规模、时间复杂度和稳定性等因素。
9. 堆(Heap):堆是一种特殊的树结构,具有如下特点:完全二叉树、最大堆或最小堆的性质。
栈的应用举例
数据结构
栈的应用举例
1、数制转换(十转N)
设计思路:用栈暂存低位值
2、括号匹配问题
设计思路:用栈暂存左括号
3、子程序的调用
设计思路:用栈暂存指令地址
4、逆置一个单链表
设计思路:用栈暂存每一结点
例3.2 将十进制整数转换成二至九之间的任一进 制数输出
将一个十进制数4327转换成八进制数(10347)8:
void conversion(int N, int r)
解题思路如下:
{ int x=N,y=r; SeqStack *s;
s=InitStack(); while(Ns中;
{ Push(s, N %r ); N=N/r ;
2、用N/r代替N;
数据结构
解题思路如下:
1、建立一个带头结点的单链表 head; 2、输出该单链表; ; 3、建立一个空栈s(顺序栈); 4、依次将单链表的数据入栈; 5、依次将单链表的数据出栈, 并逐个将出栈的数据存入单链 表的数据域(自前向后);
6、再输出单链表。
linklist*backlinklist(linklist *head) {linklist *p;
3、若N>0,则重复 (1)、(2);若N=0, 则将栈s的内容依次出 栈。
}
printf(“\n 十 进 制 数 %d 所 对 应 的 %d 进 制 数是:”,x,y);
栈的应用
数据结构(C语言版)
第3讲
栈的应用
3.1.2 栈的顺序存储结构及运算实现
栈的顺序存储结构( 栈的顺序存储结构(顺序栈 )是利用利用一批地址连续 顺序存储结构 的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素。 的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素。通常用一维数 组来实现栈的顺序存储,数组小下标一端做栈底, 组来实现栈的顺序存储,数组小下标一端做栈底,设一个栈顶 指针top指向栈顶元素,它随着插入和删除而变化。 top指向栈顶元素 指针top指向栈顶元素,它随着插入和删除而变化。 n-1 top=- 时为空栈, top=-1时为空栈, 每进 栈一个元素,指针top top加 栈一个元素,指针top加1;每 出栈一个元素,指针top top减 出栈一个元素,指针top减1。 typedef struct { ElemType elem[MAXSIZE]; int top; }SeqStack; ; SeqStack s;(定义一个顺序栈 定义一个顺序栈) 定义一个顺序栈 … 3 2 1 0
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2012年4月23日星期一
数据结构(C语言版)
第3讲
栈的应用
栈与队列是两种特殊的线性结构。 栈与队列是两种特殊的线性结构。从数 是两种特殊的线性结构 据结构角度看它们是线性表, 据结构角度看它们是线性表,从操作的角度 看它们是操作受限的线性表。 看它们是操作受限的线性表。在日常生活中 我们会经常遇到栈与队列的实例。 我们会经常遇到栈与队列的实例。例如铁路 调度中用到栈,铁路购票中用到了队列。 调度中用到栈,铁路购票中用到了队列。 栈和队列还广泛应用于各种软件系统中: 栈和队列还广泛应用于各种软件系统中: 计算机对子程序的嵌套 中断的管理都 子程序的嵌套、 (1)计算机对子程序的嵌套、中断的管理都 用到了栈; 用到了栈; 键盘缓冲区的管理用到了队列 的管理用到了队列。 (2)对键盘缓冲区的管理用到了队列。
栈和队列的应用实例
栈和队列的应用实例一、栈的应用实例1.计算器程序计算器程序是栈的一个经典应用,它可以通过将表达式转换成后缀表达式,再利用栈进行运算得出结果。
具体实现过程如下:(1)将中缀表达式转换为后缀表达式。
(2)利用栈进行后缀表达式的运算。
2.浏览器前进后退功能浏览器前进后退功能也是栈的一个应用。
当用户点击浏览器的前进或后退按钮时,浏览器会将当前页面的URL压入一个栈中。
当用户点击前进或后退按钮时,浏览器会从栈中弹出上一个或下一个URL并加载。
3.括号匹配问题括号匹配问题也是栈的一个常见应用。
当我们需要判断一段代码中括号是否匹配时,可以使用栈来实现。
遍历代码中每个字符,如果是左括号,则将其压入栈中;如果是右括号,则从栈顶弹出一个左括号进行匹配。
如果最终栈为空,则说明所有括号都匹配成功。
二、队列的应用实例1.打印队列打印队列是队列的一个典型应用。
在打印机资源有限且多人共享的情况下,打印队列可以帮助我们管理打印任务的顺序。
每当有一个新的打印任务到达时,就将其加入队列中。
当打印机空闲时,从队列中取出第一个任务进行打印,直到队列为空。
2.消息队列消息队列也是队列的一个重要应用。
在分布式系统中,不同节点之间需要传递消息进行通信。
为了保证消息传递的可靠性和顺序性,可以使用消息队列来实现。
每当一个节点发送一条消息时,就将其加入到消息队列中。
接收方从消息队列中取出最早的一条消息进行处理。
3.广度优先搜索广度优先搜索也是队列的一个常见应用。
在图论和网络分析中,广度优先搜索可以帮助我们寻找最短路径和连通性等问题。
具体实现过程如下:(1)将起点加入到队列中。
(2)从队首取出一个节点,并将与其相邻且未访问过的节点加入到队尾。
(3)重复步骤(2),直到找到终点或者遍历完所有节点。
以上是栈和队列的一些应用实例,在实际编程过程中需要根据具体情况选择合适的数据结构来解决问题。
c栈的用法
c栈的用法
在C语言中,栈(Stack)是一种特殊的线性表,只允许在表的一端进行插入和删除操作,通常被称为"后进先出"(LIFO)或"先进后出"(FILO)线性表。
以下是C语言中使用栈的基本步骤:
首先,需要定义一个栈的数据结构,通常使用动态内存分配函数malloc()来为栈分配内存空间。
栈通常包含一个指向栈顶元素的指针top,以及一个指向栈底的指针bottom。
1. 进栈(Push):当元素进栈时,需要将元素存储在栈顶指针所指向的位置,并将栈顶指针向上移动一个存储单元。
2. 出栈(Pop):当需要使用栈顶元素时,需要将栈顶指针向下移动一个存储单元,并返回栈顶元素。
举出4个用栈解决问题的例子
举出4个用栈解决问题的例子
栈被称之为后入先出(LastInFirstOut,简称LIFO)的数据结构。
它是非常重要的数据结构,可以用于解决各种问题。
本文将介绍四个利用栈解决问题的例子。
首先,栈被广泛用于处理与编程相关的问题。
例如,它可以用来维护函数调用堆栈,也可以用于处理操作系统协议栈中的信息。
此外,栈也可以用于实现编程语言中的数据结构,例如队列和堆栈。
其次,栈被广泛用于处理用户界面相关的问题。
例如,它可以用来实现五子棋、象棋等游戏,也可以用于实现浏览器中的地址栏,使用户能够快速浏览曾经访问的页面。
此外,栈还可以用于实现线性布局,将控件按照层次关系组织起来,凸显出主要控件和装饰控件之间的关系。
第三,栈被广泛用于处理算法相关的问题。
具体来说,它可以用于实现括号匹配、表达式转换、迷宫求解等算法。
它可以让程序员在了解语法结构的基础上,轻松地实现复杂的逻辑。
最后,栈也被广泛用于分析任务。
它可以用于实现解析器,以便对字符串、XML、JSON等做出良好的解析;它也可以用于分析句法或语义,以便从短文本中抽取出有用的信息;更重要的是,栈还可以用于搜索和排序,可以把复杂的问题简化成多步算法来求解。
以上就是使用栈解决问题的四个例子。
通过分析可以得出,栈是一种非常重要的数据结构,可以为各种问题提供很好的解决方案。
在处理复杂的问题时,以及编写程序时,程序员可以考虑使用栈这种有
力的工具。
只有充分利用栈的特性,才能有效地解决问题。
数据结构-栈基本运算的实现及其应用
数据结构-栈基本运算的实现及其应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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嵌入式 c语言的通用数据结构和算法库
嵌入式c语言的通用数据结构和算法库嵌入式系统中的C语言通用数据结构和算法库,可以在多种场景下为开发者提供便利。
以下我们将介绍一些常见的数据结构和算法库,并分析它们的优缺点。
一、常见的数据结构在嵌入式系统中,常见的数据结构包括:1.数组:用于存储同一类型的数据,方便进行批量操作。
2.链表:用于存储不同类型的数据,动态扩展,插入和删除操作方便。
3.栈:遵循后进先出(LIFO)原则,适用于函数调用、表达式求值等场景。
4.队列:遵循先进先出(FIFO)原则,适用于任务调度、缓冲等场景。
5.哈希表:根据键值对进行存储和查找,适用于快速查找和排序场景。
6.树:用于构建层次结构,支持快速查找、插入和删除操作。
7.图:表示复杂的关系网络,支持最短路径、最小生成树等算法。
二、常见的算法库在嵌入式系统中,常见的算法库包括:1.排序算法:如快速排序、归并排序、堆排序等,用于对数据进行升序或降序排列。
2.查找算法:如二分查找、哈希查找等,用于在数据中查找特定值。
3.划分算法:如快排中的划分操作,用于将数据分成两部分。
4.压缩算法:如LZW、Huffman编码等,用于对数据进行压缩。
5.编码和解码算法:如Base64、ASCII码转换等,用于数据格式的转换。
6.图形算法:如最小生成树、最短路径等,用于解决图论问题。
3.优缺点分析嵌入式系统中的数据结构和算法库,具有一定的优势和局限性:1.优势:通用性:数据结构和算法库可以适用于多种场景,降低开发难度。
高效性:经过优化的算法库,可以提高嵌入式系统的性能。
易用性:开发者可以直接调用库函数,节省编写代码的时间。
2.局限性:资源占用:数据结构和算法库可能占用一定的内存和处理资源。
适应性:针对特定应用场景,可能需要定制化开发。
更新和维护:数据结构和算法库可能需要不断更新和维护,以适应新技术的发展。
综上所述,嵌入式系统中的C语言通用数据结构和算法库在实际应用中具有一定的优势和局限性。
利用栈实现c语言计算器
栈的应用:C实现简单计算器(表达式的计算)作为栈的著名应用,表达式的计算可以用下面方法实现:首先建立两个栈,操作数栈NUM_S和运算符栈OPR_S。
其中,操作数栈用来存储表达式中的操作数;运算符栈用来存储表达式中的运算符。
可以用字符‘=’来表示表达式结束符。
自左至右的扫描待处理的表达式,并假设当前扫描到的符号为W,根据不同的符号W 做如下不同的处理:1.若W为操作数,则将W压入操作数栈NUM_S,且继续扫描下一个字符;2.若W为运算符,则根据运算符的性质做相应的处理:(0)若符号栈为空,无条件入栈当前指针指向的字符(1)若w为不大于运算符栈栈顶的运算符,则从操作数栈NUM_S中弹出两个操作数,设先后弹出的操作数为a、b,再从运算符栈OPR_S中弹出一个运算符,比如为+,然后作运算a+b,并将运算结果压入操作数栈NUM_S。
(2)若w为左括号或者运算符的优先级大于运算符栈栈顶的运算符,则将运算符W 压入运算符栈OPR_S,并继续扫描下一个字符。
(3)若运算符W为右括号,循环操作(设先后弹出的操作数为a、b,再从运算符栈OPR_S中弹出一个运算符,比如为+,然后作运算a+b, 并将运算结果压入操作数栈NUM_S),直到从运算符栈中弹出第一个左括号。
(4)若运算符W为表达式结束符‘=’,循环操作(设先后弹出的操作数为a、b,再从运算符栈OPR_S中弹出一个运算符,比如为+,然后作运算a+b, 并将运算结果压入操作数栈NUM_S),直到运算符栈为空为止。
此时,操作数栈栈顶元素即为表达式的值。
====================================================================== ===举例:计算3+(5-2*3)/4-2=(1)开始栈为空,3入栈,+入栈,(无条件入栈,5入栈,-号优先级比(高,所以-号入栈,2入栈,*优先级比目前栈顶的-号优先级高,所以*入栈,3入栈,接着扫描到)括号,)括号不入栈| | | |--------- ----------| 3 | | * |--------- ----------| 2 | | - |--------- ----------| 5 | | ( |--------- ----------| 3 | | + |--------- ----------操作数栈操作符栈(2)在)括号碰到(括号之前,让操作数栈一直出栈,直到让左括号出栈为止所以:2,3弹出操作数栈,*弹出操作符号栈,计算2*3 = 6,然后将6入操作数栈| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| 6 | | - |--------- ----------| 5 | | ( |--------- ----------| 3 | | + |--------- ----------操作数栈操作符栈(3)接着6,5弹出操作数栈,-弹出操作符栈,计算5-6 = -1,然后将-1入操作数栈,然后左括号出栈| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| -1 | | |--------- ----------| 3 | | + |--------- ----------操作数栈操作符栈(4)接着向下遍历表达式,到/号,优先级比操作符栈栈顶+高,所以/压栈,然后接着扫描,4入栈,再接着扫描到-号,优先级比操作符栈栈顶/的优先级低,则操作数栈4,-1出栈,操作符栈/出栈,计算-1/4 = 0,| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| 4 | | |--------- ----------| -1 | | / |--------- ----------| 3 | | + |--------- ----------操作数栈操作符栈(5)将上一步结果0压入操作数栈,刚才扫描到的-号,优先级和+号相同,则-号不入栈,将0,3弹出,将+号弹出,计算3+0 = 3| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| 0 | | |--------- ----------| 3 | | + |--------- ----------操作数栈操作符栈(6)将上一步中的结果3压入操作数栈,-号入操作符栈,接着扫描到2,2入操作数栈,接着扫描,发现到了=号,则操作数栈2,3弹出,操作符栈-号弹出,计算3-2 = 1| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| | | |--------- ----------| 2 | | |--------- ----------| 3 | | - |--------- ----------操作数栈操作符栈(7)将上一步中的结果1压入操作数栈,最后1弹出栈,作为最后结果。