数据结构习题(含答案)

数据结构习题(含答案)
数据结构习题(含答案)
1. 题目描述：请实现一个栈，要求支持以下操作：push(x)将元素x 入栈；pop()弹出栈顶元素；top()返回栈顶元素；empty()判断栈是否为空。

解答：
我们可以使用数组来实现栈的功能。

首先定义一个数组stack来存储栈中的元素，同时定义一个整型变量top来表示栈顶的索引位置。

初始时，将top设置为-1，表示栈中没有元素。

1.1 push(x)操作：
当要将元素x入栈时，我们先将top的值加1，然后将x赋值给stack[top]，即将x放入栈顶位置。

1.2 pop()操作：
当调用pop()操作时，我们首先判断栈是否为空，即判断top的值是否为-1。

如果top等于-1，说明栈为空，无法进行pop()操作。

如果不为空，则将top的值减1，同时返回stack[top]，即弹出栈顶元素。

1.3 top()操作：
top()操作与pop()操作类似，只需在操作完成后不弹出栈顶元素，而是直接返回stack[top]即可。

1.4 empty()操作：
empty()操作用来判断栈是否为空，只需判断top的值是否为-1即可。

如果top等于-1，则返回true，表示栈为空；否则返回false，表示栈不
为空。

综上所述，我们可以用数组实现一个栈，满足push、pop、top和empty等操作。

2. 题目描述：请实现一个队列，要求支持以下操作：push(x)将元素
x入队；pop()将队首元素出队；peek()返回队首元素；empty()判断队列
是否为空。

解答：
我们可以使用两个栈来实现一个队列的功能。

首先定义两个栈
stack1和stack2，其中stack1用来存储新加入队列的元素，stack2用来
存储队列中已经处理过的元素。

定义两个整型变量top1和top2，分别
表示stack1和stack2的栈顶索引位置。

初始时，top1和top2均设置为-1，表示两个栈均为空。

2.1 push(x)操作：
当要将元素x入队时，我们直接将x加入到stack1中，同时将top1
的值加1。

2.2 pop()操作：
当调用pop()操作时，我们首先判断队列是否为空。

如果stack1和stack2均为空，即top1和top2均等于-1，则说明队列为空，无法进行pop()操作。

否则，我们需要将stack1中的元素转移到stack2中，保持
队列元素出队的先进先出顺序。

具体操作如下：
- 当top2等于-1时，表示stack2为空。

此时，我们将stack1中的元
素逐个弹出，并将弹出的元素依次加入stack2中。

每次弹出一个元素，就将top1的值减1，同时将弹出的元素加入stack2中，并将top2的值
加1。

这样，最后一个弹出的元素即为队首元素，我们可以将其返回。

- 当top2不等于-1时，表示stack2中还有元素未被处理。

此时，我
们直接将stack2的栈顶元素返回即可。

2.3 peek()操作：
peek()操作与pop()操作类似，区别在于peek()操作不将队首元素出队，而是直接返回队首元素。

2.4 empty()操作：
empty()操作用来判断队列是否为空，只需判断stack1和stack2均为
空即可。

如果top1和top2均等于-1，则返回true，表示队列为空；否
则返回false，表示队列不为空。

综上所述，我们可以用两个栈实现一个队列，满足push、pop、peek和empty等操作。

本文介绍了如何使用数组实现栈以及如何使用两个栈实现队列。

通
过掌握这些数据结构的实现方式，我们可以更好地理解栈和队列在计
算机中的应用和意义。

希望读者通过阅读本文，对数据结构有更深入的了解，并能够熟练运用。