数据结构栈的基本操作

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【数据结构】堆栈的基本操作

【数据结构】堆栈的基本操作

【数据结构】堆栈的基本操作堆栈的概念:是⼀组相同类型数据的集合,并且拥有后进先出的特点,所有的操作都在堆栈顶端进⾏。

堆栈的基本操作:Init 创建⼀个空堆栈Push 把数据压⼊堆栈顶端Pop 从堆栈顶弹出数据Top 从栈顶取数据Empty 判断堆栈是否为空堆栈,是则返回true,否则返回falseFull 判断栈是否为满,是则返回true,否则返回false⽤数组实现堆栈:1 typedef struct st_stack{2int size;3int *data;4int top;5 }T_Stack;67int StackInit( T_Stack *ptStack, int *data, int size)8 {9 ptStack->size = size;10 ptStack->data = data;11 ptStack->top = 0;1213return0;14 }1516int StackPush( T_Stack *ptStack, int data )17 {18if( ptStack->top == ptStack->size )19 {20return -1;21 }2223 ptStack->data[ptStack->top++] = data;2425return0;26 }2728int StackPop( T_Stack *ptStack, int *data )29 {30if( ptStack->top == 0 )31 {32return -1;33 }3435 *data = ptStack->data[--ptStack->top];3637return0;38 }3940int StackTop( T_Stack *ptStack, int *data )41 {42if( ptStack->top == 0 )43 {44return -1;45 }4647 *data = ptStack->data[ptStack->top - 1];4849return0;50 }5152int StackIsEmpty( T_Stack *ptStack )53 {54return ( ptStack->top == 0 );55 }5657int StackIsFull( T_Stack *ptStack )58 {59return ( ptStack->top == ptStack->size );60 }。

顺序栈的基本运算

顺序栈的基本运算

顺序栈的基本运算顺序栈是一种经典的数据结构,它是基于数组实现的一种数据结构,具有先进后出(LIFO)的特点。

顺序栈在计算机科学和软件开发中有广泛的应用,是我们学习数据结构和算法的重要基础。

顺序栈的基本运算主要包括入栈、出栈、判空和获取栈顶元素。

下面我们将逐一介绍这些运算。

1. 入栈:入栈即向顺序栈中添加一个元素。

入栈操作需要把元素放入数组中的下一个空闲位置,并更新栈顶指针。

当数组已满时,无法进行入栈操作,这种情况称为栈溢出。

2. 出栈:出栈即从顺序栈中移除栈顶元素。

出栈操作实际上是将栈顶指针减一,并返回栈顶元素的值。

当栈为空时,无法进行出栈操作,这种情况称为栈下溢。

3. 判空:判空操作是判断顺序栈中是否没有任何元素。

可以通过检查栈顶指针是否为-1来判断栈是否为空。

4. 获取栈顶元素:获取栈顶元素是通过返回栈顶指针指向的元素来实现的。

获取栈顶元素不会改变栈的状态。

以上就是顺序栈的基本运算,通过这些运算,我们可以方便地进行栈的操作。

顺序栈的使用可以帮助我们解决许多实际问题。

顺序栈在实际中有许多应用。

例如,我们可以使用顺序栈来实现浏览器的前进和后退功能。

每次访问一个新的网页时,我们可以将当前网页的信息入栈;当点击后退按钮时,我们可以出栈以获取上一个访问过的网页信息。

另一个例子是编辑器中的撤销操作,我们可以使用顺序栈来存储每次操作的历史记录,当需要进行撤销操作时,可以通过出栈操作来获取前一个状态。

在编程中使用顺序栈时,我们要注意栈溢出和栈下溢的情况。

为了避免栈溢出,我们应该在进行入栈操作之前判断栈是否已满;为了避免栈下溢,我们应该在进行出栈操作之前判断栈是否为空。

总结而言,顺序栈是一种简单而有效的数据结构,可以帮助我们解决许多实际问题。

通过掌握顺序栈的基本运算,我们可以更好地理解数据结构和算法的原理,为软件开发和问题解决提供有力支持。

数据结构顺序栈验证实验报告

数据结构顺序栈验证实验报告

数据结构顺序栈验证实验报告数据结构顺序栈验证实验报告一、实验目的本实验旨在验证数据结构中顺序栈的基本操作和特性,包括入栈、出栈、判空、判满等操作。

二、实验原理顺序栈是一种采用数组来实现的线性数据结构。

它具有先进后出(Last In First Out,LIFO)的特性,即最后入栈的元素最先出栈。

顺序栈的主要操作包括入栈和出栈。

1.入栈操作:将元素添加到栈的末尾,同时更新栈顶指针。

2.出栈操作:从栈的末尾删除元素,同时更新栈顶指针。

3.判空操作:判断栈是否为空,即栈顶指针是否为-1.4.判满操作:判断栈是否已满,即栈顶指针是否达到栈的最大容量。

三、实验过程1.设计顺序栈的数据结构,包括定义栈的最大容量和栈顶指针。

2.实现入栈操作,将元素添加到栈中,并更新栈顶指针。

3.实现出栈操作,从栈中删除元素,并更新栈顶指针。

4.实现判空操作,判断栈是否为空。

5.实现判满操作,判断栈是否已满。

6.编写测试用例,对上述操作进行测试。

四、实验结果经过测试,顺序栈的各项操作均运行正常,符合预期的结果。

五、实验分析1.顺序栈的入栈操作的时间复杂度为O(1),出栈操作的时间复杂度为O(1)。

2.顺序栈的空间复杂度为O(n),其中n为栈的最大容量。

3.顺序栈的优点是结构简单,操作方便快捷。

缺点是无法动态调整栈的大小。

六、实验总结通过本次实验,充分理解了顺序栈的基本操作和特性。

顺序栈在实际应用中具有一定的局限性,但在某些场景下仍然是一种有效的数据结构。

附件:无法律名词及注释:1.数据结构:一种组织和存储数据的方式,旨在提高数据操作的效率和空间利用率。

2.顺序栈:使用数组实现的线性数据结构,具有先进后出的特性。

3.入栈:将元素添加到栈的末尾。

4.出栈:从栈的末尾删除元素。

5.判空:判断栈是否为空。

6.判满:判断栈是否已满。

栈的基本操作

栈的基本操作

栈的基本操作栈是一种重要的数据结构,它在计算机科学中有着广泛的应用。

对于栈的基本操作,包括入栈(push)、出栈(pop)、获取栈顶元素,以及查看栈的大小(size)等操作。

1.入栈(push)入栈的操作就是往栈里压栈,把元素压入栈顶,以实现入栈操作。

在把元素压入栈时,栈的元素数量会增加1,压入元素的位置就是栈顶。

2.出栈(pop)出栈的操作是从栈顶弹出元素,以实现出栈操作。

当一个元素从栈顶弹出时,栈的大小就会减少1,弹出元素的位置就是栈顶。

3.获取栈顶元素要获取栈顶元素,我们需要从栈中取出元素,但是这并不会改变栈的大小。

由于栈的特性,我们可以通过取出栈顶的元素来获取它,而不需要从栈的其他位置获取。

4.查看栈的大小(size)查看栈的大小也就是查看栈中有多少元素。

要查看栈的大小,我们只要通过查看栈的长度即可,从而知道栈中有多少元素,从而了解栈的大小。

到此,我们对栈的基本操作基本有了一个概念,包括入栈(push)、出栈(pop)、获取栈顶元素以及查看栈的大小(size)。

栈的操作可以用入栈出栈的方式来表示,也可以用推入和弹出的方式来表示,它们都是栈的基本操作。

栈的操作跟其他的数据结构的操作有所不同,比如要存储数据的时候,需要先进行入栈操作,而当要取出数据的时候,需要先进行出栈操作,而不是像队列里面先进行出队操作,再进行入队操作。

栈也可以用来实现字符串操作、算数表达式求值、函数调用以及实现括号的匹配等等,这些都是栈的基本操作的应用。

总而言之,栈是一种重要的数据结构,其基本操作可以说是它的核心。

因此,学习栈的基本操作非常重要,只有掌握了它的基本操作,才可以正确的使用栈这种数据结构。

栈的建立实验报告

栈的建立实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过编程实现栈的顺序存储结构和链式存储结构,并熟练掌握栈的基本操作,包括栈的建立、入栈、出栈、取栈顶元素、判栈空等。

通过实验,加深对栈这一数据结构的理解,提高数据结构在实际问题中的应用能力。

二、实验内容1. 顺序栈的建立与基本操作(1)顺序栈的建立顺序栈使用一维数组来实现,其大小为栈的最大容量。

在建立顺序栈时,需要初始化栈顶指针top为-1,表示栈为空。

(2)顺序栈的基本操作① 入栈操作(Push)当栈未满时,将新元素插入到栈顶,同时栈顶指针top加1。

② 出栈操作(Pop)当栈非空时,将栈顶元素出栈,同时栈顶指针top减1。

③ 取栈顶元素操作(GetTop)当栈非空时,返回栈顶元素。

④ 判栈空操作(IsEmpty)当栈顶指针top为-1时,表示栈为空。

2. 链式栈的建立与基本操作(1)链式栈的建立链式栈使用链表来实现,每个节点包含数据域和指针域。

在建立链式栈时,需要创建一个头节点,其指针域为空。

(2)链式栈的基本操作① 入栈操作(Push)当栈为空时,创建新节点作为栈顶节点;当栈非空时,将新节点插入到头节点的下一个节点,同时修改头节点的指针域。

② 出栈操作(Pop)当栈非空时,删除头节点的下一个节点,同时修改头节点的指针域。

③ 取栈顶元素操作(GetTop)当栈非空时,返回头节点的下一个节点的数据域。

④ 判栈空操作(IsEmpty)当头节点的指针域为空时,表示栈为空。

三、实验步骤1. 编写顺序栈和链式栈的建立函数。

2. 编写顺序栈和链式栈的基本操作函数。

3. 编写测试程序,验证顺序栈和链式栈的基本操作。

四、实验结果与分析1. 顺序栈实验结果通过编写顺序栈的建立和基本操作函数,成功实现了顺序栈的入栈、出栈、取栈顶元素、判栈空等操作。

在测试程序中,依次进行入栈、出栈、取栈顶元素等操作,均能正确执行。

2. 链式栈实验结果通过编写链式栈的建立和基本操作函数,成功实现了链式栈的入栈、出栈、取栈顶元素、判栈空等操作。

pta7-1数据结构栈的基本操作

pta7-1数据结构栈的基本操作

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栈的面试题目(3篇)

栈的面试题目(3篇)

第1篇第一部分:基本概念与操作1. 什么是栈?- 栈是一种线性数据结构,遵循后进先出(LIFO)的原则。

它只允许在栈顶进行插入(push)和删除(pop)操作。

2. 栈的基本操作有哪些?- 入栈(push):在栈顶添加一个新元素。

- 出栈(pop):移除栈顶元素。

- 查看栈顶元素(peek 或 top):获取栈顶元素但不移除它。

- 判断栈是否为空(isEmpty):检查栈中是否没有元素。

- 获取栈的大小(size):返回栈中元素的数量。

3. 请用Python实现一个栈的数据结构。

```pythonclass Stack:def __init__(self):self.items = []def is_empty(self):return len(self.items) == 0def push(self, item):self.items.append(item)def pop(self):if not self.is_empty():return self.items.pop()return Nonedef peek(self):if not self.is_empty():return self.items[-1]return Nonedef size(self):return len(self.items)```4. 如何实现一个固定大小的栈?- 在栈类中添加一个计数器来跟踪栈的大小,并在push操作中检查是否已达到最大容量。

5. 请解释栈的两种遍历方法。

- 递归遍历:使用递归方法遍历栈的所有元素。

- 迭代遍历:使用栈的辅助结构(如队列)来实现迭代遍历。

第二部分:栈的应用6. 栈在计算机科学中的应用有哪些?- 函数调用:局部变量和返回地址存储在栈中。

- 表达式求值:逆波兰表达式(RPN)计算。

- 字符串匹配:括号匹配验证。

- 汉诺塔问题:移动塔的步骤可以通过栈来模拟。

7. 请解释如何使用栈实现括号匹配验证。

举例说明堆栈的操作

举例说明堆栈的操作

举例说明堆栈的操作堆栈(Stack)是一种线性数据结构,其中元素的加入和删除都在同一端进行,这个端被称为栈顶。

堆栈遵循LIFO(Last In First Out)的原则,即最后加入的元素最先被删除。

下面举例说明堆栈的常见操作:1. 入栈(Push):将一个元素加入到栈顶。

比如,我们有一个空栈,然后按照顺序依次入栈5、8和3,栈的状态会变为[5, 8, 3]。

入栈操作可以用以下伪代码表示:```push(stack, element):top = top + 1 // 增加栈顶指针stack[top] = element // 将元素放入栈顶位置```2. 出栈(Pop):将栈顶元素删除,并返回其值。

从上面的例子继续,如果我们执行一次出栈操作,那么元素3会被删除,栈的状态变为[5, 8]。

出栈操作可以用以下伪代码表示:```pop(stack):if top < 0:error "栈为空"else:element = stack[top] // 获取栈顶元素的值top = top - 1 // 减少栈顶指针return element // 返回栈顶元素的值```3. 获取栈顶元素(Top):返回栈顶元素的值,但不删除栈顶元素。

在上述的例子中,栈顶元素是8、获取栈顶元素操作可以用以下伪代码表示:```top(stack):if top < 0:error "栈为空"else:return stack[top] // 返回栈顶元素的值```4. 判空(isEmpty):检查栈是否为空。

在入栈和出栈操作之后,我们可以使用isEmpty操作来判断栈是否为空。

如果栈为空,返回True;否则,返回False。

判空操作可以用以下伪代码表示:```isEmpty(stack):if top < 0:return Trueelse:return False```5. 获取栈的大小(Size):返回栈中元素的个数。

数据结构实验二_栈的基本操作

数据结构实验二_栈的基本操作

青岛理工大学课程实验报告及实验步骤只要X不为0重复做下列动作将X%R入栈X=X/R只要栈不为空重复做下列动作栈顶出栈输出栈顶元素调试过程及实验结果根据输入的十进制数通过桟的基本操作可以转换成二进制、八进制、十六进制的数。

在上机过程中程序的调用没有太大的问题,按照课本的基本算法就可以将程序正确的运行。

总结程序可以完成基本的功能,可以将十进制数转换为其他进制的数,基本掌握了桟的几种常用的操作;但程序存在缺陷,就是不能持续进行操作,输入了一个十进制数只能进行一次数制转换,程序就会退出,有待改进。

附录#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <malloc.h>#define stack_init_size 100#define stackincrement 10typedef struct sqstack{int *base;int *top;int stacksize;} sqstack;int StackInit(sqstack *s){s->base=(int *)malloc(stack_init_size *sizeof(int));if(!s->base)return 0;{return 0;}}int conversion(sqstack *s){int n,e=0,flag=0;printf("输入要转化的十进制数:\n");scanf("%d",&n);printf("要转化为多少进制:2进制、8进制、16进制填数字!\n");scanf("%d",&flag);printf("将十进制数%d转化为%d进制是:\n",n,flag);while(n){s->top=s->base;s->stacksize=stack_init_size;return 1;}int Push(sqstack *s,int e){if(s->top-s->base>=s->stacksize){s->base=(int*)realloc(s->base,(s->stacksize+stackincrement)*sizeof(int)); if(!s->base)return 0;s->top=s->base+s->stacksize;s->stacksize+=stackincrement;}*(s->top++)=e;return e;}int Pop(sqstack *s,int e){if(s->top==s->base)return 0;e=*--s->top;return e;}int stackempty(sqstack *s){if(s->top==s->base){return 1;}elsePush(s,n%flag);n=n/flag;}while(!stackempty(s)) {e=Pop(s,e);switch(e){case 10: printf("A");break;case 11: printf("B");break;case 12: printf("C");break;case 13: printf("D");break;case 14: printf("E");break;case 15: printf("F");break;default: printf("%d",e); }}printf("\n");return 0;}int main(){sqstack s;StackInit(&s); conversion(&s);return 0;}。

数据结构实验报告栈

数据结构实验报告栈

数据结构实验报告:栈摘要:本实验报告旨在介绍栈这一重要的数据结构,以及在实际应用中的使用。

栈是一种先进后出(LIFO)的数据结构,在计算机科学中有着广泛的应用。

本报告将详细介绍栈的定义、基本操作以及应用实例,并根据实验结果进行分析和总结。

1. 引言栈是一种基于线性表的数据结构,具有后进先出(LIFO)的特性。

它可以通过两个基本操作来实现:push(入栈)将元素添加到栈顶,pop(出栈)将栈顶元素移除。

栈在计算机科学中被广泛应用,如函数调用、表达式求值、括号匹配等。

2. 栈的实现栈可以通过数组或链表来实现。

数组实现的栈称为顺序栈,链表实现的栈称为链式栈。

无论是哪种实现方式,都需要实现以下基本操作:- push(element): 将元素添加到栈顶。

- pop(): 移除栈顶元素并返回。

- top(): 返回栈顶元素的值。

- isEmpty(): 判断栈是否为空。

- isFull(): 判断栈是否已满(仅顺序栈需要实现)。

3. 栈的应用3.1 函数调用栈在函数调用中起着关键作用。

每当一个函数被调用时,当前函数的局部变量、返回地址等信息都会被压入栈中。

当函数执行完毕时,这些信息会从栈中弹出,继续执行上一级函数。

3.2 表达式求值栈常用于表达式求值,特别是中缀表达式的转换和计算。

通过将中缀表达式转换为后缀表达式,可以方便地进行计算。

栈可以临时存储运算符,并根据运算符的优先级进行弹出和计算。

3.3 括号匹配栈的一个重要应用是括号匹配。

通过遍历字符串,将左括号压入栈中。

每当遇到右括号时,如果栈顶元素是匹配的左括号,则弹出栈顶元素;否则,表示括号不匹配。

4. 实验结果与分析根据我们对栈的实现和应用进行的实验,以下是我们得到的结论:- 通过数组实现的顺序栈在空间上存在一定的限制,可能会出现栈溢出的情况。

- 通过链表实现的链式栈没有空间限制,可以动态地添加和删除元素。

- 栈在函数调用和表达式求值中展现出了高效的性能,并能够简化程序的设计。

数据结构(c语言版)第三版习题解答

数据结构(c语言版)第三版习题解答

数据结构(c语言版)第三版习题解答数据结构(C语言版)第三版习题解答1. 栈(Stack)1.1 栈的基本操作栈是一种具有特定限制的线性表,它只允许在表的一端进行插入和删除操作。

栈的基本操作有:(1)初始化栈(2)判断栈是否为空(3)将元素入栈(4)将栈顶元素出栈(5)获取栈顶元素但不出栈1.2 栈的实现栈可以使用数组或链表来实现。

以数组为例,声明一个栈结构如下:```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储栈中的元素int top; // 栈顶指针} Stack;```1.3 栈的应用栈在计算机科学中有广泛的应用,例如计算表达式的值、实现函数调用等。

下面是一些常见的栈应用:(1)括号匹配:使用栈可以检查一个表达式中的括号是否匹配。

(2)中缀表达式转后缀表达式:栈可以帮助我们将中缀表达式转换为后缀表达式,便于计算。

(3)计算后缀表达式:使用栈可以方便地计算后缀表达式的值。

2. 队列(Queue)2.1 队列的基本操作队列是一种按照先进先出(FIFO)原则的线性表,常用的操作有:(1)初始化队列(2)判断队列是否为空(3)将元素入队(4)将队头元素出队(5)获取队头元素但不出队2.2 队列的实现队列的实现一般有循环数组和链表两种方式。

以循环数组为例,声明一个队列结构如下:```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储队列中的元素int front; // 队头指针int rear; // 队尾指针} Queue;```2.3 队列的应用队列在计算机科学中也有广泛的应用,例如多线程任务调度、缓存管理等。

下面是一些常见的队列应用:(1)广度优先搜索:使用队列可以方便地实现广度优先搜索算法,用于解决图和树的遍历问题。

(2)生产者-消费者模型:队列可以用于实现生产者和消费者之间的数据传输,提高系统的并发性能。

栈的输入输出规则

栈的输入输出规则

栈的输入输出规则介绍栈(Stack)是一种常见的数据结构,其特点是先进后出,类似于现实生活中的一摞盘子。

栈的输入输出规则主要指的是对栈进行入栈和出栈操作时的规则和顺序。

本文将详细探讨栈的输入输出规则,包括栈的定义、基本操作、规则分类以及应用场景。

栈的定义栈是一种线性数据结构,只能在栈的一端进行插入和删除操作,该端被称为栈顶(Top),另一端称为栈底(Bottom)。

栈的操作遵循“先进后出”的原则,即最后进栈的元素最早出栈,最先进栈的元素最后出栈。

基本操作栈的基本操作包括入栈(Push)和出栈(Pop)。

以下是对这两个操作的详细描述:入栈(Push)入栈操作将一个新元素添加到栈的栈顶位置。

具体步骤如下: 1. 检查栈是否已满,若已满则无法进行入栈操作。

2. 若栈未满,则将新元素放置在栈顶位置。

3. 更新栈顶指针的位置。

出栈(Pop)出栈操作将栈顶元素移除,并返回该元素的值。

具体步骤如下: 1. 检查栈是否为空,若为空则无法进行出栈操作。

2. 若栈不为空,则将栈顶元素移除。

3. 更新栈顶指针的位置。

4. 返回出栈的元素值。

规则分类根据栈的输入输出规则,通常将栈的规则分类为以下几种类型:FILO(First In Last Out)规则是栈的最基本规则,也是最常见的规则。

按照FILO规则,最后插入的元素首先被移除。

这是因为栈的特点是栈顶元素只能通过出栈操作移除,而栈底元素必须经过多次出栈操作才能被移除。

FIFO规则FIFO(First In First Out)规则是栈的一种特例,与FILO规则相反。

按照FIFO规则,最先插入的元素首先被移除。

但由于栈的性质是先进后出,所以栈并不符合FIFO规则。

FIFO规则通常用于队列(Queue)数据结构中。

LIFO规则LIFO(Last In First Out)规则与FILO规则类似,但稍有差别。

按照LIFO规则,最后插入的元素首先被移除。

LIFO规则常用于描述栈的输入输出顺序。

栈的基本操作实验报告

栈的基本操作实验报告

栈的基本操作实验报告实验目的本实验旨在通过使用栈来实现基本的操作,包括入栈、出栈、查看栈顶元素以及判断栈是否为空。

实验原理栈是一种后进先出(Last-In-First-Out)的数据结构,类似于我们平常生活中的堆栈。

栈有两个基本操作:入栈(Push)和出栈(Pop)。

•入栈:将一个元素放入栈的顶部,使其成为新的栈顶元素。

•出栈:移除栈顶元素,并返回该元素的值。

•查看栈顶元素:返回栈顶元素的值,但不将其从栈中移除。

•判断栈是否为空:若栈中没有元素,则栈为空。

实验步骤以下是使用Python语言来实现栈基本操作的步骤。

1. 创建一个空栈首先,我们需要创建一个空栈。

可以使用列表(List)来模拟栈的操作。

例如:stack = []2. 入栈操作接下来,我们可以通过使用append()函数将元素添加到栈的顶部来进行入栈操作。

例如,我们将数字1和2入栈:stack.append(1)stack.append(2)此时栈的内容为:[1, 2],其中2为栈顶元素。

3. 出栈操作要进行出栈操作,我们可以使用pop()函数。

该函数会移除并返回栈顶元素的值。

例如:value = stack.pop()print(value) # 输出:2此时栈的内容为:[1],其中1为新的栈顶元素。

4. 查看栈顶元素要查看栈顶元素的值,我们可以使用索引-1来访问栈的最后一个元素。

例如:value = stack[-1]print(value) # 输出:1此时栈的内容仍为:[1],其中1为栈顶元素。

5. 判断栈是否为空要判断栈是否为空,我们可以使用条件语句结合len()函数来判断栈的长度是否为0。

例如:if len(stack) ==0:print("栈为空")else:print("栈不为空")由于栈中还有一个元素1,所以输出为“栈不为空”。

实验总结通过本实验,我们学习了栈的基本操作,包括入栈、出栈、查看栈顶元素以及判断栈是否为空。

数据结构中栈的介绍

数据结构中栈的介绍

数据结构中栈的介绍1.栈的概念栈(Stack )是一种特殊的表,这种表只在表的一端进行插入和删除操作。

允许插入和 删除数据元素的这一端称为栈顶;而另一固定的一端称为栈底。

不含任何元素的栈称为空栈。

栈的修改是按后进先出的原则进行的。

栈又称为后进先出 (Last In First Out ) 表,简 称为LIFO 表。

如图1所示:假设一个栈 S 中的元素为a n ,a n-1,..,a 1,则称a 1为栈底元素,a n 为栈顶元由于栈是一个特殊的表,可以用一维数组来实现栈。

同时设立指针 来指示栈顶元素的当前位置。

我们用一个数组s[1..m]来表示一个栈时,将栈底固定在数组的底部,即s[1]为最早入 栈的元素,并让栈向数组上方 (下标增大的方向)扩展。

当t=0时,表示这个栈为一个空栈。

当t=m 时,表示这个栈已满。

可以用下列方式定义栈:con stm 我表目数的上限; typestack=array[1..m] of stype; { var s:stack;t:integer; { 栈顶指针}进栈、出栈操作的过程和函数(假设栈元素的数据类型为整型):(1)进栈过程(push )① 若t >m 时,则给出溢出信息,作出错处理(进栈前首先检查栈是否已满,满则溢 出;不满则作②);② 置t=t+1 (栈指针加1,指向进栈地址); ③ S (t )=x ,结束(x 为新进栈的元素);P rocedure p ush (var s:stack; x:i nteger;var t:i nteger ); begin if t=m the n write In ('overflow') else begint (称为栈顶指针)栈的数据类型}入ft2.栈的存储与操作图2t:=t+1;s[t]:=x; end end;⑵退栈函数(pop )① 若t < 0,则给出下溢信息,作出错处理(退栈前先检查是否已为空栈, 空则下溢;不空则作②);② x=s(t),(退栈后的元素赋给 x ); ③ t=t-1,结束(栈指针减1,指向栈顶)。

栈的定义及基本操作

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。

C语言数据结构之栈的基本操作

C语言数据结构之栈的基本操作

C语言数据结构之栈的基本操作栈是一种特殊的数据结构,它按照后进先出(LIFO)的原则进行操作。

栈可以用数组或链表来实现,下面将介绍栈的基本操作。

1.初始化栈:栈的初始化就是为栈分配内存空间,并将栈顶指针设置为-1(如果是数组实现)或者NULL(如果是链表实现)。

2.判断栈空:栈空表示栈中没有任何元素。

如果栈顶指针等于-1或者NULL,则表示栈空。

3.判断栈满:栈满表示栈中已经存满了元素。

如果栈顶指针等于栈的最大容量减1,则表示栈满。

4. 进栈(push):进栈操作就是将元素放入栈中。

如果栈不满,则将栈顶指针加1,并将元素放入栈顶位置。

5. 出栈(pop):出栈操作就是从栈中取出一个元素。

如果栈不空,则将栈顶指针减1,并返回栈顶元素。

6. 获取栈顶元素(getTop):获取栈顶元素操作不改变栈的状态,只返回栈顶元素的值。

如果栈不空,则返回栈顶元素值;否则,返回空值。

7.清空栈:清空栈操作就是将栈中的所有元素全部出栈,即将栈顶指针设置为-1或者NULL。

8.销毁栈:销毁栈操作是释放栈的内存空间,将栈的指针设置为NULL。

栈的应用:栈在计算机领域有广泛的应用,其中一个常见的应用是函数调用栈。

当一个函数调用另一个函数时,当前函数的状态(包括局部变量、返回地址等)会被压入到栈中。

当被调用函数执行完成后,栈顶的元素会被弹出,然后继续执行调用该函数的代码。

另一个常见的应用是表达式求值。

在表达式求值过程中,需要用到运算符优先级。

我们可以利用栈来处理运算符的优先级。

将运算符入栈时,可以先与栈顶运算符比较优先级,如果栈顶运算符的优先级高于当前运算符,则将栈顶运算符出栈,并继续比较。

这样可以确保栈中的运算符按照优先级从高到低的顺序排列。

此外,栈还可以用于处理括号匹配问题。

当遇到左括号时,将其入栈;当遇到右括号时,判断栈顶元素是否为对应的左括号,如果是,则将栈顶元素弹出,否则表示括号不匹配。

如果最后栈为空,则表示所有括号都匹配。

数据结构栈的基本操作

数据结构栈的基本操作

数据结构栈的基本操作栈是一种数据结构,它具有后进先出(LIFO)的特性。

栈可以用数组或链表实现,其基本操作包括入栈、出栈、查看栈顶元素和判断栈是否为空。

1. 入栈操作入栈操作是将元素添加到栈顶的过程。

在数组实现中,我们需要维护一个指针top,指向当前的栈顶元素。

当我们要入栈一个新元素时,我们将top加1,并将该元素放在新的top位置上。

在链表实现中,我们只需要在链表头部插入新节点即可。

以下是使用数组实现入栈操作的示例代码:```#define MAX_SIZE 100int stack[MAX_SIZE];int top = -1;void push(int x) {if (top == MAX_SIZE - 1) {printf("Stack overflow\n");return;}top++;stack[top] = x;}```2. 出栈操作出栈操作是将当前的栈顶元素删除并返回其值的过程。

在数组实现中,我们只需要将top减1即可。

在链表实现中,我们需要删除链表头部节点并返回其值。

以下是使用数组实现出栈操作的示例代码:```int pop() {if (top == -1) {printf("Stack underflow\n");return -1;}int val = stack[top];top--;return val;}```3. 查看栈顶元素查看栈顶元素是获取当前的栈顶元素的值,而不删除它的过程。

在数组实现中,我们只需要返回stack[top]即可。

在链表实现中,我们需要返回链表头部节点的值。

以下是使用数组实现查看栈顶元素操作的示例代码:```int peek() {if (top == -1) {printf("Stack is empty\n");return -1;}return stack[top];}```4. 判断栈是否为空判断栈是否为空是检查当前栈是否包含任何元素的过程。

栈的相关操作及应用

栈的相关操作及应用

栈的相关操作及应用栈是一种具有特殊结构的线性数据结构,它的特点是只能在一端进行操作。

这一端被称为栈顶,另一端被称为栈底。

栈的基本操作包括入栈操作(Push)和出栈操作(Pop)。

入栈操作指的是将数据元素插入到栈顶的位置,同时栈顶指针向上移动一位。

出栈操作指的是将栈顶元素删除,并将栈顶指针向下移动一位。

栈还具有一个基本操作——取栈顶元素(Peek),它可以返回栈顶元素的值而不删除它。

栈的应用非常广泛,下面我将介绍一些常见的应用场景。

1. 括号匹配问题:在编程中,经常需要判断一段代码中的括号是否匹配。

这时可以使用栈来解决。

遍历整个代码,遇到左括号就入栈,遇到右括号时判断栈顶元素是否为对应的左括号,如果是,则出栈,继续遍历;如果不是,则括号不匹配。

最后判断栈是否为空,如果为空,则所有括号都匹配。

2. 函数调用栈:在程序执行过程中,每次调用函数时都会将当前函数的局部变量、函数参数等保存在栈中。

当函数返回时,栈顶元素出栈,程序回到之前的函数继续执行。

这样可以实现程序对函数执行过程的跟踪和管理。

3. 表达式求值:在计算机科学中,中缀表达式(如:3 + 4 * 5)通常不方便计算机直接求值,而将中缀表达式转换为后缀表达式(也称为逆波兰表达式)则可以方便计算机求值。

这个转换的过程可以使用栈来实现。

遍历中缀表达式,遇到操作数直接输出,遇到运算符则与栈顶运算符进行比较,如果优先级高于栈顶运算符,则入栈,如果低于或等于栈顶运算符,则将栈顶运算符出栈直到遇到优先级低于它的运算符,然后将当前运算符入栈。

最后将栈中剩余的运算符依次出栈输出。

4. 浏览器的前进和后退:浏览器的前进和后退功能可以使用两个栈来实现。

一个栈用于保存浏览的历史记录,每当用户点击链接或提交表单时,将当前页面的URL入栈。

另一个栈用于保存前进的页面,当用户点击后退按钮时,将历史记录栈顶元素出栈并入栈到前进栈中,然后将前进栈顶元素出栈并跳转到该页面。

5. 编译器的语法分析:编译器在进行语法分析时通常会使用到栈。

栈和队列区别及应用场景

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。

数据结构栈和队列知识点总结

数据结构栈和队列知识点总结

数据结构栈和队列知识点总结一、栈的基本概念栈是一种线性数据结构,具有后进先出(LIFO)的特点。

栈有两个基本操作:入栈(push)和出栈(pop)。

入栈指将元素压入栈中,出栈指将最近压入的元素弹出。

二、栈的实现方式1. 数组实现:利用数组来存储元素,通过一个变量来记录当前栈顶位置。

2. 链表实现:利用链表来存储元素,每个节点包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针。

三、应用场景1. 表达式求值:使用两个栈分别存储操作数和运算符,按照优先级依次进行计算。

2. 函数调用:每当调用一个函数时,就将当前函数的上下文信息压入调用栈中,在函数返回时再弹出。

3. 浏览器历史记录:使用两个栈分别存储浏览器前进和后退的网页地址。

四、队列的基本概念队列是一种线性数据结构,具有先进先出(FIFO)的特点。

队列有两个基本操作:入队(enqueue)和出队(dequeue)。

入队指将元素加入到队列尾部,出队指从队列头部删除元素。

五、队列的实现方式1. 数组实现:利用数组来存储元素,通过两个变量分别记录队列头和队列尾的位置。

2. 链表实现:利用链表来存储元素,每个节点包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针。

六、应用场景1. 广度优先搜索:使用队列来保存待访问的节点,按照层次依次访问。

2. 线程池:使用队列来保存任务,线程从队列中取出任务进行处理。

3. 缓存淘汰策略:使用队列来维护缓存中元素的顺序,根据一定策略选择删除队首或队尾元素。

七、栈和队列的比较1. 栈是一种后进先出的数据结构,而队列是一种先进先出的数据结构。

2. 栈只能在栈顶进行插入和删除操作,而队列可以在两端进行操作。

3. 栈可以用于回溯、函数调用等场景,而队列适合于广度优先搜索、缓存淘汰等场景。

八、常见问题及解决方法1. 栈溢出:当栈空间不够时,会发生栈溢出。

解决方法包括增加栈空间大小、减少递归深度等。

2. 队列空间浪费:当使用数组实现队列时,可能会出现队列空间不足的情况。

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