数据结构与算法-堆栈的操作
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。
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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。
堆栈的定义及应用
堆栈的定义及应用堆栈(Stack)是一种数据结构,它按照后进先出(LIFO)的原则存储数据。
也就是说,最后存入堆栈的数据元素最先被取出,而最先存入的数据元素最后被取出。
堆栈中包含两个主要操作:压栈(Push)和弹栈(Pop)。
压栈是指将数据元素存入堆栈,弹栈是指从堆栈中取出数据元素。
除此之外,还有一个查看栈顶元素的操作。
堆栈的实际应用非常广泛,以下列举几个常见的应用场景:1. 函数调用与递归:在程序中,每当一个函数被调用,系统将会为这个函数分配一段内存空间,这段内存空间就被称为函数的栈帧。
当函数执行完毕后,栈帧会被销毁。
函数调用过程中,每次调用都会将返回地址和相关参数等信息压入栈中,在函数执行完毕后再将这些信息弹出。
递归函数的实现也离不开堆栈,每次递归调用都会生成一个新的栈帧,直到递归结束后才开始回溯弹栈。
2. 表达式求值:在编程语言中,堆栈可以用于实现算术表达式求值。
例如,中缀表达式需要通过堆栈进行转换成后缀表达式来简化计算过程,然后再通过堆栈进行后缀表达式的计算。
在进行表达式求值时,通过堆栈可以保存运算符和操作数的顺序,确保运算的优先级正确。
3. 括号匹配:在编程或者数学等领域,括号匹配是一个常见的问题。
我们可以使用堆栈来判断一个表达式中的括号是否匹配。
遍历表达式,每当遇到左括号时,将其压入堆栈。
当遇到右括号时,从堆栈中弹出一个左括号,若左右括号匹配,则继续遍历。
若右括号没有对应的左括号或者堆栈为空,则括号不匹配。
4. 浏览器的历史记录:在浏览器中,通过点击链接或者前进后退按钮,我们可以在不同的网页之间进行切换。
这种网页切换也可以使用堆栈来实现浏览历史记录的功能。
每当访问一个新网页时,将其URL压入堆栈顶部;当点击前进按钮时,从堆栈中弹出一个URL;当点击后退按钮时,将当前页面的URL压入堆栈,然后再弹出上一个URL。
5. 撤销与恢复:在许多软件中,都提供了撤销与恢复功能。
当用户对文档进行操作时,软件会将操作信息(如添加、删除、修改等)压入堆栈中,当用户点击撤销时,软件会从堆栈中弹出最近的操作信息并进行撤销操作;当用户点击恢复时,软件会从堆栈中弹出已经撤销的操作信息并进行恢复。
实验报告堆栈操作
一、实验目的1. 理解堆栈的基本概念和原理;2. 掌握堆栈的基本操作,包括入栈、出栈、取栈顶元素等;3. 熟悉堆栈在编程中的应用,提高编程能力。
二、实验原理堆栈是一种后进先出(Last In First Out, LIFO)的数据结构,它由一系列元素组成,遵循“先进后出”的原则。
在堆栈中,新元素总是被添加到栈顶,而移除元素时,总是从栈顶开始。
堆栈的基本操作包括:1. 初始化:创建一个空堆栈;2. 入栈:将一个元素添加到堆栈的顶部;3. 出栈:从堆栈中移除顶部元素;4. 取栈顶元素:获取堆栈顶部的元素,但不从堆栈中移除;5. 判断堆栈是否为空:检查堆栈中是否还有元素。
三、实验器材1. 计算机软件:C/C++编译器;2. 程序代码编辑器:例如Visual Studio、Code::Blocks等。
四、实验步骤1. 初始化堆栈:创建一个空堆栈,并设置栈的最大容量。
2. 入栈操作:(1)检查堆栈是否已满,如果已满,则无法入栈;(2)将元素添加到堆栈的顶部。
3. 出栈操作:(1)检查堆栈是否为空,如果为空,则无法出栈;(2)从堆栈中移除顶部元素。
4. 取栈顶元素操作:(1)检查堆栈是否为空,如果为空,则无法取栈顶元素;(2)获取堆栈顶部的元素。
5. 判断堆栈是否为空操作:(1)检查堆栈中的元素个数,如果为0,则堆栈为空。
6. 编写程序实现上述操作,并进行测试。
五、实验结果与分析1. 初始化堆栈:创建一个最大容量为10的空堆栈。
2. 入栈操作:(1)入栈元素1,堆栈状态:[1];(2)入栈元素2,堆栈状态:[1, 2];(3)入栈元素3,堆栈状态:[1, 2, 3]。
3. 出栈操作:(1)出栈元素3,堆栈状态:[1, 2];(2)出栈元素2,堆栈状态:[1]。
4. 取栈顶元素操作:(1)取栈顶元素1,栈顶元素为1。
5. 判断堆栈是否为空操作:(1)判断堆栈是否为空,结果为“否”。
六、实验结论通过本次实验,我们掌握了堆栈的基本概念、原理和操作。
吉林大学数据结构_堆栈、队列
链式栈——入栈算法
算法Push(item)
/*向栈顶指针为top的链式栈中压入一个元素item*/
P1. [创建新结点]
s<=AVAIL. data(s) ←item. next(s) ←top.
P2. [更新栈顶指针]
top ←s. ▍
链式栈——出栈算法
算法Pop(.item)
/*从栈顶指针为top的链式栈中弹出栈顶元素,并存放在变量 item中*/
链式队列——存取队首元素
算法QFront(.item) /*读取队首元素值并将其存入item*/ QD1.[队列空?] if front=null then (print “队空”. Return.) QD2.[存取] item ← data(front). ▍
P1. [栈空?]
IF top=NULL THEN (PRINT “栈空无法弹出”. RETRUN.)
P2. [出栈]
item ←data(top). q ←next(top). AVAIL<=top. top ←q. ▍
链式栈——存取栈顶元素
算法Peek(.item) /*将栈顶指针为top的链式栈的栈顶元素存放 在变量item中*/ P1. [栈空?] IF top=NULL THEN (PRINT “栈空”. RETRUN.) P2. [存取栈顶] item ←data(top). ▍
链式栈——栈清空
算法Clear() /*将栈顶指针为top的链式栈清空*/ C1. [逐一出栈,直至栈空] WHILE top≠NULL DO ( q ←next(top). AVAIL<=top. top ←q. )▍
顺序栈与链式栈的比较-1
• 空间复杂性:
堆栈和队列的基本操作
堆栈和队列的基本操作一、堆栈(Stack)堆栈是一种具有特殊插入和删除规则的线性数据结构。
它按照“后进先出”(Last-In-First-Out, LIFO)原则管理数据。
1.堆栈的初始化堆栈的初始化即创建一个空堆栈。
2. 入栈(Push)入栈是将数据插入到堆栈顶部的操作。
数据插入后,堆栈的长度加1、插入的数据成为新的堆栈顶部。
3. 出栈(Pop)出栈是将堆栈顶部的数据删除的操作。
删除后,堆栈的长度减1、删除的数据为原堆栈的顶部。
4. 取栈顶元素(Top)取栈顶元素是获取当前堆栈顶部的数据,而不进行删除操作。
5. 判断堆栈是否为空(IsEmpty)判断堆栈是否为空,即判断堆栈的长度是否为0。
6. 获取堆栈长度(GetSize)获取堆栈的长度,即当前堆栈中元素的数量。
堆栈可以使用数组或链表来实现。
数组实现的堆栈称为顺序堆栈,链表实现的堆栈称为链式堆栈。
堆栈的应用:-递归函数的调用和返回-表达式求值-括号匹配-浏览器前进后退功能二、队列(Queue)队列也是一种具有特定插入和删除规则的线性数据结构。
它按照“先进先出”(First-In-First-Out, FIFO)原则管理数据。
1.队列的初始化队列的初始化即创建一个空队列。
2. 入队(Enqueue)入队是将数据插入到队列尾部的操作。
数据插入后,队列的长度加1、插入的数据成为新的队列尾部。
3. 出队(Dequeue)出队是将队列头部的数据删除的操作。
删除后,队列的长度减1、删除的数据为原队列的头部。
4. 获取队首元素(Peek)获取队列头部的数据,而不进行删除操作。
5. 判断队列是否为空(IsEmpty)判断队列是否为空,即判断队列的长度是否为0。
6. 获取队列长度(GetSize)获取队列的长度,即当前队列中元素的数量。
队列也可以使用数组或链表来实现。
数组实现的队列称为顺序队列,链表实现的队列称为链式队列。
还有一种特殊的队列称为优先队列,它根据元素的优先级进行排序。
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。
数据结构堆栈实验报告
数据结构堆栈实验报告篇一:数据结构-堆栈和队列实验报告实验报告实验二堆栈和队列实验目的:1.熟悉栈这种特殊线性结构的特性;2.熟练并掌握栈在顺序存储结构和链表存储结构下的基本运算;3.熟悉队列这种特殊线性结构的特性;3.熟练掌握队列在链表存储结构下的基本运算。
实验原理:堆栈顺序存储结构下的基本算法;堆栈链式存储结构下的基本算法;队列顺序存储结构下的基本算法;队列链式存储结构下的基本算法;实验内容:3-18 链式堆栈设计。
要求(1)用链式堆栈设计实现堆栈,堆栈的操作集合要求包括:初始化StackInitiate(S),非空否StackNotEmpty(S),入栈StackiPush(S,x),出栈StackPop(S,d),取栈顶数据元素StackTop(S,d);(2)设计一个主函数对链式堆栈进行测试。
测试方法为:依次把数据元素1,2,3,4,5入栈,然后出栈并在屏幕上显示出栈的数据元素;(3)定义数据元素的数据类型为如下形式的结构体,Typedef struct{c(本文来自:小草范文网:数据结构堆栈实验报告)har taskName[10];int taskNo;}DataType;首先设计一个包含5个数据元素的测试数据,然后设计一个主函数对链式堆栈进行测试,测试方法为:依次吧5个数据元素入栈,然后出栈并在屏幕上显示出栈的数据元素。
3-19 对顺序循环队列,常规的设计方法是使用対尾指针和对头指针,对尾指针用于指示当前的対尾位置下标,对头指针用于指示当前的対头位置下标。
现要求:(1)设计一个使用对头指针和计数器的顺序循环队列抽象数据类型,其中操作包括:初始化,入队列,出队列,取对头元素和判断队列是否为空;(2)编写一个主函数进行测试。
实验结果:3-18typedef struct snode{DataType data;struct snode *next;} LSNode;/*初始化操作:*/void StackInitiate(LSNode **head)/*初始化带头结点链式堆栈*/{if((*head = (LSNode *)malloc(sizeof(LSNode))) == NULL) exit(1); (*head)->next = NULL;}/*判非空操作:*/int StackNotEmpty(LSNode *head)/*判堆栈是否非空,非空返回1;空返回0*/{if(head->next == NULL) return 0;else return 1;}/*入栈操作:*/int StackPush(LSNode *head, DataType x)/*把数据元素x插入链式堆栈head的栈顶作为新的栈顶 */ {LSNode *p;if((p = (LSNode *)malloc(sizeof(LSNode))) == NULL){printf("内存空间不足无法插入! \n");return 0;}p->data = x;p->next = head->next; /*新结点链入栈顶*/ head->next = p;/*新结点成为新的栈顶*/ return 1;}/*出栈操作:*/int StackPop(LSNode *head, DataType *d)/*出栈并把栈顶元素由参数d带回*/{LSNode *p = head->next;if(p == NULL){printf("堆栈已空出错!");return 0;}head->next = p->next;/*删除原栈顶结点*/*d = p->data; /*原栈顶结点元素赋予d*/ free(p); /*释放原栈顶结点内存空间*/ return 1;}/*取栈顶数据元素操作:*/int StackTop(LSNode *head, DataType *d)/*取栈顶元素并把栈顶元素由参数d带回*/{LSNode *p = head->next;if(p == NULL){printf("堆栈已空出错!");return 0;}*d = p->data;return 1;}/*撤销*/void Destroy(LSNode *head){LSNode *p, *p1;p = head;while(p != NULL){p1 = p;p = p->next;free(p1);}}(2)主函数程序:#include#includetypedef int DataType;#include "LinStack.h"void main(void){ LSNode *myStack;int i, x;StackInitiate(&myStack);for(i=0;i { if(StackPush(myStack,i+1)==0) {printf("error!\n");return;}}if(StackTop(myStack, &x)==0){printf("error!\n");return;}elseprintf("The element of local top is :%d\n",x); printf( "The sequence of outing elements is:\n"); while(StackNotEmpty(myStack)){StackPop(myStack, &x);printf("%d ", x);}printf("\n");Destroy(myStack);printf("This program is made by\n"); }运行结果为:(3)设计结构体和测试函数如下:#include#include#includetypedef struct{char taskName[10];int taskNo;}DataType;#include"LinStack.h"void main(){LSNode *myStack;FILE *fp;DataType task,x;if((fp=fopen("task.txt","r"))==NULL){printf("不能打开文件task.txt!\n");exit(0);}StackInitiate(&myStack);while(!feof(fp)){fscanf(fp,"%s %d",&task.taskName,&task.taskNo); StackPush(myStack,task);}fclose(fp);while(StackNotEmpty(myStack)){StackPop(myStack,&x);printf("%s %d\n",x.taskName,x.taskNo); }Destroy(myStack);printf("This program is made by \n");}运行结果为:3-19(1)typedef struct{DataType queue[MaxQueueSize];int front; /*队头指针*/int count;/*计数器*/} SeqCQueue;/*初始化操作:QueueInitiate(SeqCQueue *Q) */void QueueInitiate(SeqCQueue *Q)/*初始化顺序循环队列Q */{Q->front=0; /*定义初始队头指针下标*/ Q->count=0;/*定义初始计数器值*/}/*判非空否操作:QueueNotEmpty(SeqCQueue Q)*/ int QueueNotEmpty(SeqCQueue Q)篇二:数据结构栈和队列实验报告一、实验目的和要求(1)理解栈和队列的特征以及它们之间的差异,知道在何时使用那种数据结构。
数据结构与算法:Python语言描述 栈和队列 ppt课件
裘宗燕,2019/12/22-/10/
栈的应用
栈是算法和程序里最常用的辅助结构,基本用途基于两方面: 用栈可以很方便地保存和取用信息,因此常作为算法或程序里的辅 助存储结构,临时保存信息,供后面的操作使用 利用栈后进先出的特点,可以得到特定的存储和取用顺序 许多实际运用结合了这两方面的特性
配对的原则
遇到的闭括号应该匹配此前遇到的最近的尚未匹配的对应开括号
由于多种/多次/可能嵌套,为检查配对,遇到的开括号必须保存
由于括号可能嵌套,需要逐对匹配,闭括号应与前面最近的尚未有 匹配的开括号匹配,后面括号应与更前面次近的括号匹配
可以删除匹配的括号,为后面的匹配做好准备
后遇到并保存的开括号应该先删除,这就是后进先出,而且要按照出现 顺序,显然应该/可以用一个栈保存开括号
概述
栈和队列保证元素存取之间的时间关系,特点是:
栈是保证缓存元素后进先出(Last In First Out,LIFO)的结构
队列是保证缓存元素的先进先出(先存者先用,First In First Out, FIFO)关系的结构
对于栈和队列,任何时候,下次访问或删除的元素都默认地唯一确定。 只有新的存入或删除(弹出)操作可能改变下次的默认元素
self._elems = [] # 所有栈操作都映射到list操作
def is_empty(self):
return self._elems == []
def top(self):
if self._elems == []:
raise StackUnderflow("in SStack.top()")
return self._elems[-1]
数据结构-使用C语言 朱战立 第3章堆栈和队列
top
D top C B A
D C B A
top
D C B A
top
顺序栈出栈函数的核心语句: S->top --; d = S->stack[S->top];
17
例5、 设依次进入一个栈的元素序列为c,a,b,d,则 可得到出栈的元素序列是:
A)a,b,c,d C)b,c,d,a
B)c,d,a,b D)a,c,d,b
初始化堆栈S 堆栈S非空否 入栈 出栈 取栈顶数据元素
11
二、堆栈的顺序表示和实现 1、顺序(堆)栈
顺序存储结构的堆栈。
顺序栈S an an-1 …… 栈顶top
2、顺序栈的存储结构
它是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,同时设指针top指示当前栈顶 位置。
ai …… a1 a0
具体方法:顺序扫描算术表达式(表现为一个字符串), 当遇到三种类型的左括号时让该括号进栈; 1. 当扫描到某一种类型的右括号时,比较当前栈顶括号是 否与之匹配,若匹配则退栈继续进行判断; 2. 若当前栈顶括号与当前扫描的括号不相同,则左右括号 配对次序不正确; 3. 若字符串当前为某种类型左括号而堆栈已空,则右括号 多于左括号; 4. 字符串循环扫描结束时,若堆栈非空(即堆栈中尚有某 种类型左括号),则说明左括号多于右括号;否则,左 右括号匹配正确。
14
顺序栈S
高地址
栈顶top
an an-1 …… ai …… a1 a0 入栈口诀:堆栈指针top “先 压后加” : S[top++]=an 栈底base 出栈口诀:堆栈指针top “先 减后弹” : e=S[--top]
低地址
栈不存在的条件: base=NULL; 栈为空的条件 : base=top或top<=0; 栈满的条件 : top-base=MaxSize;
数据结构说课稿——栈
数据结构说课稿——栈欢迎大家,今天我非常高兴的为大家说话,我的话题是《数据结构说课稿栈》。
首先,让我们先了解什么是栈。
栈,也叫做堆栈,是一种先进后出(FILO)和后进先出(LIFO)的抽象数据类型,只允许在表的一端进行插入和删除操作。
它也是一种特殊的线性表,它的特点是只能在表的一端进行操作,这一端叫作栈顶,另一端叫作栈底。
它有着比较高的性能,一般用于存储临时数据。
栈的用法十分广泛,它可以用来管理一些中断服务,比如实现多重任务的调度,还可以用来实现,实现局部变量和参数的保存,实现程序中的子例程,并记录其局部状态,实现编译器中的中间代码等多种目的。
其次,我们来讲解栈的实现方法。
栈的实现可以用顺序表、链表或者数组等多种方式来实现,其中顺序表的实现方法比较简单易懂,是一般实现栈的有效方式。
其实就是使用一个顺序表,然后只使用顺序表的末端,即顺序表末端为栈顶,从表尾向表头逐步插入或删除元素,这样就可以实现栈的操作了。
另外,一种特殊的栈,叫做“操作系统栈”,是一种特殊的堆栈,它用于存储操作系统控制块中的一些必要信息,以实现操作系统中进程的切换,比如保存页表的页表索引等。
最后,我们讨论一下栈的应用。
栈在计算机科学中的应用非常广泛,比如用于复杂算法的计算,用于编译器的中间代码中,用于函数调用的参数传递,用于深度优先搜索算法中,用于排序和筛选等。
简而言之,栈在计算机科学中的应用非常多,几乎没有什么不能用栈来实现。
以上就是本次说课稿中关于栈的介绍,栈是一种抽象数据类型,它可以用来实现多重任务的调度,实现局部变量和参数的保存,实现程序中的子例程以及实现操作系统栈等多种用途,它还用于各种复杂算法的计算,用于函数调用的参数传递,用于深度优先搜索算法中,用于排序和筛选等,栈的实现方法多种多样,其中顺序表的实现方法比较为实用。
本次讲解到此结束,谢谢大家!。
堆栈的名词解释
堆栈的名词解释堆栈是计算机领域中一个重要的概念,它是一种数据结构,用于存储和管理数据。
堆栈的特点主要体现在数据存储和访问的方式上,它采用“后进先出”(Last-In-First-Out,简称LIFO)的策略,即最后进入堆栈的数据首先被访问。
1. 堆栈的基本原理堆栈由两个主要操作组成:压入(Push)和弹出(Pop)。
当数据需要被添加到堆栈中时,使用压入操作将数据放置在堆栈的顶部;而当数据需要被访问或移除时,使用弹出操作将顶部的数据取出。
这种方式确保了最后添加的数据能够最先被处理,类似于将数据放置在空心的立方体中,只能从顶部进行操作。
2. 堆栈的实际应用堆栈在计算机领域有着广泛的应用,尤其在编程和算法设计中扮演着重要的角色。
堆栈可以用来解决很多实际问题,比如表达式求值、函数调用、内存管理等。
2.1 表达式求值在数学表达式的求值过程中,堆栈可以帮助解决算术优先级问题。
将表达式的各个操作数和运算符通过压入操作按正确的顺序入栈,然后使用弹出操作依次取出并计算,最终得到求值结果。
2.2 函数调用在程序开发中,函数调用是非常常见的操作。
当一个函数被调用时,所有的局部变量和函数参数将被压入堆栈中,函数执行完毕后再依次通过弹出操作移除。
这种方式保证了函数之间的数据独立性和内存分配的有序性。
2.3 内存管理堆栈也可以用于内存管理。
当程序需要为局部变量分配内存空间时,会通过压栈操作将其保存在堆栈中。
当变量不再需要时,可以通过弹出操作从堆栈中释放内存,从而实现对内存的高效管理。
3. 堆栈的实现方式在计算机中,堆栈可以通过不同的数据结构来实现,比较常见的有数组和链表。
3.1 数组实现使用数组实现堆栈是一种简单且高效的方式。
数组具有随机访问的特性,只需通过指针指向栈顶元素即可。
压入操作只需将元素放置在栈顶指针的下一个位置,而弹出操作则是将栈顶元素移除。
3.2 链表实现链表实现堆栈也是一种常见的方式。
链表中的每个节点都包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。
堆栈得存取规则
堆栈得存取规则
堆栈是一种数据结构,它的存取规则十分重要。
堆栈的存取遵循后进先出的原则,即最后进入堆栈的元素最先被取出。
下面我们来详细介绍堆栈的存取规则。
1. 堆栈的入栈操作
堆栈的入栈操作是指向堆栈中添加一个元素。
当一个元素被添加到堆栈中时,它会被放在堆栈的顶端。
在执行入栈操作时,需要注意以下几点:
(1)判断堆栈是否已经满了,如果是,则无法再添加元素。
(2)如果堆栈未满,则将元素添加到堆栈的顶端。
2. 堆栈的出栈操作
堆栈的出栈操作是指从堆栈中取出一个元素。
由于堆栈遵循后进先出的原则,所以最后进入堆栈的元素最先被取出。
在执行出栈操作时,需要注意以下几点:
(1)判断堆栈是否为空,如果是,则无法取出元素。
(2)如果堆栈不为空,则从堆栈的顶端取出元素。
(3)出栈后,堆栈的长度会减少1。
3. 堆栈的查看操作
堆栈的查看操作是指查看堆栈中最后一个添加的元素。
在执行查看操作时,需要注意以下几点:
(1)判断堆栈是否为空,如果是,则无法查看元素。
(2)如果堆栈不为空,则可以查看堆栈中最后一个添加的元素。
(3)查看操作不会改变堆栈的长度。
通过上述介绍,我们可以看出,堆栈的存取规则非常简单明了。
堆栈的应用非常广泛,例如在递归算法、表达式求值、程序调用等领域都有着广泛的应用。
对于想要学习编程的人来说,掌握堆栈的存取规则是非常重要的一步。
ps里堆栈的用法 -回复
ps里堆栈的用法-回复"堆栈的用法"是指计算机科学中的一种数据结构和算法,用于存储和管理数据的集合。
堆栈以“后进先出”的方式工作,即最后添加到堆栈的元素最先被删除。
在本文中,我们将详细介绍堆栈的用法,包括其定义、操作以及在实际编程中的应用。
一、堆栈的定义堆栈是一种线性数据结构,由一系列节点组成。
每个节点除了存储数据之外还保存了一个指向下一个节点的指针。
堆栈的顶部节点称为“顶部”,而堆栈的底部节点称为“底部”。
堆栈的声明方式类似于数组,可以使用数组或链表实现。
二、堆栈的基本操作1. 压栈(Push):将一个新的元素添加到堆栈的顶部。
添加操作也称为“入栈”或“推入”。
2. 弹栈(Pop):从堆栈的顶部删除一个元素。
删除操作也称为“出栈”或“弹出”。
3. 访问栈顶元素(Top):获取堆栈顶部元素的值,而不进行删除操作。
4. 判断栈是否为空(Empty):检查堆栈是否为空,如果堆栈中没有任何元素,则返回真。
三、堆栈的应用堆栈在计算机科学中具有广泛的应用,以下是几个常见的应用场景:1. 函数调用栈:当一个函数被调用时,系统会将其返回地址和一些重要数据(例如局部变量等)压入堆栈中。
当函数执行完毕后,堆栈会弹出这些数据并返回到调用函数。
2. 表达式求值:堆栈可用于解析和计算表达式。
例如,后缀表达式可以通过构建一个堆栈来实现求值,可以逐个读取操作数和操作符,并按操作符的优先级进行操作。
3. 浏览器的“后退”功能:当用户在浏览器中点击“后退”按钮时,浏览器会将访问的每个网页的URL保存在堆栈中。
当用户点击“后退”按钮时,浏览器会从堆栈中弹出最近访问的URL,并加载该页面。
4. 撤销操作:在文本编辑器或图像处理器中,撤销操作可以通过使用堆栈来实现。
每次执行一个操作时,会将其保存到堆栈中。
当用户点击“撤销”时,系统会弹出最近的操作并还原到之前的状态。
四、堆栈的实现和性能堆栈可以使用数组或链表来实现。
大白话解释堆栈-概述说明以及解释
大白话解释堆栈-概述说明以及解释1.引言1.1 概述堆栈(Stack)是一种常见的数据结构,被广泛应用于计算机科学中的各个领域。
它是一种“后进先出”(Last In First Out,简称LIFO)的数据结构,类似于我们日常生活中的堆叠物品,即最后放入的物品最先取出。
在计算机科学中,堆栈被用来管理程序运行时的内存。
它按照一定的规则对数据进行存储和操作,使得程序可以高效地执行。
堆栈的基本操作包括“入栈”和“出栈”,即向堆栈中插入数据和从堆栈中取出数据。
入栈操作将数据放入堆栈顶部,出栈操作则从堆栈顶部删除数据。
堆栈的特点之一是其操作快速高效。
由于堆栈是一个有限空间,存储和访问数据的代价相对较低,使得程序可以快速地执行堆栈操作。
此外,堆栈还具有良好的封装性,即不允许直接访问中间的数据项,只能通过栈顶进行操作。
这种封装性使得程序更安全,减少了错误的发生。
堆栈在计算机科学中有着广泛的应用场景。
在程序中,堆栈常被用于存储函数调用、表达式求值等临时数据。
此外,堆栈还可以用来实现算法中的回溯和递归操作,以及处理系统中的进程调度等任务。
堆栈的应用不仅限于软件领域,在硬件领域也有广泛的应用,例如处理器中的指令堆栈、网络中的数据包堆栈等。
通过对堆栈的深入理解和掌握,我们可以更好地设计和优化程序,提高系统的效率和性能。
因此,了解堆栈的定义、特点和应用场景非常重要。
接下来的章节将详细介绍堆栈的定义和特点,以及它在不同领域中的应用和优势。
通过对堆栈的全面了解,我们可以更好地利用它来解决实际问题,并为未来的发展展望提供指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构部分是整篇文章的重要组成部分,它帮助读者更好地理解文章的脉络和逻辑结构。
本文将通过引言、正文和结论三个部分来组织讲解。
首先,引言部分将为读者提供一个概述,简要介绍将要讨论的主题——堆栈。
文章结构的目的是让读者对即将讲解的内容有一个整体的把握。
c语言中的堆栈
c语言中的堆栈摘要:1.堆栈的概念与作用2.C语言中的堆栈实现3.堆栈的使用方法与注意事项4.堆栈溢出的原因及预防5.堆栈在编程中的应用实例正文:堆栈是计算机科学中一种重要的数据结构,主要用于实现函数调用、局部变量存储以及算法递归等功能。
在C语言中,堆栈有着广泛的应用,下面我们将详细介绍堆栈的相关知识。
1.堆栈的概念与作用堆栈是一种线性数据结构,遵循后进先出(LIFO)的原则。
堆栈分为栈顶和栈底,数据元素在栈中按照顺序排列,只有栈顶元素可以被访问和修改,其他元素则无法直接访问。
堆栈的主要作用有以下几点:- 函数调用:C语言中,函数调用是通过堆栈来实现的。
每当一个函数被调用,它的局部变量、返回地址等信息会被压入堆栈。
函数执行完毕后,堆栈会将这些信息弹出,恢复调用者的状态。
- 局部变量存储:在C语言中,局部变量的存储也是通过堆栈来实现的。
当进入一个函数时,局部变量会被压入堆栈;函数执行完毕后,局部变量会被自动弹出。
- 算法递归:递归算法通常使用堆栈来保存递归调用时的中间结果,从而避免重复计算。
2.C语言中的堆栈实现C语言中的堆栈是由操作系统提供的,通常使用一组固定大小的内存区域来实现。
堆栈的增长方向是向下的,堆栈指针指向栈顶元素。
在C语言中,堆栈的操作主要包括入栈(push)和出栈(pop)两种。
3.堆栈的使用方法与注意事项使用堆栈时,需要注意以下几点:- 避免堆栈溢出:堆栈空间是有限的,如果栈中的元素数量过多,会导致堆栈溢出。
因此,在使用堆栈时,需要合理控制栈的大小,避免长时间递归调用或大量使用局部变量。
- 遵循栈的生长方向:在C语言中,堆栈的生长方向是向下的,因此入栈操作会使栈顶指针减小,出栈操作会使栈顶指针增大。
- 注意栈的操作顺序:在函数调用中,先入栈的是函数的返回地址,然后是局部变量;函数执行完毕后,首先弹出的是局部变量,然后是返回地址。
4.堆栈溢出的原因及预防堆栈溢出是由于栈中的元素数量过多,导致栈空间不足而引发的。
堆栈技术的原理和实现方法
堆栈技术的原理和实现方法堆栈(Stack)是一种常见的数据结构,其遵循先进后出(Last In First Out, LIFO)的原则。
在计算机科学中,堆栈被广泛应用于内存管理、函数调用、表达式求值等领域。
本文将介绍堆栈技术的原理和实现方法。
堆栈的原理很简单。
它由一个线性的数据集合组成,只能在某一端进行插入(称为压栈或入栈)和删除(称为弹栈或出栈)操作。
堆栈有两个基本操作:压栈和弹栈。
压栈将元素放入堆栈顶部,而弹栈将堆栈顶部的元素移除。
通常,堆栈还包含一个指针,用于指示当前堆栈顶部的位置。
堆栈可以使用数组或链表来实现。
数组实现堆栈时,需要定义一个固定大小的数组,用于存储堆栈中的元素。
同时,还需要一个指针,指向堆栈顶部元素。
压栈操作时,将元素放入数组的指针指向的位置,并将指针向上移动;弹栈操作时,将指针向下移动一位,同时返回指针指向的元素。
数组实现的堆栈有一个明显的限制,即堆栈的大小是固定的。
链表实现堆栈时,可以通过动态分配内存的方式解决大小限制问题。
每个堆栈元素都是一个节点,包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针。
压栈操作时,创建一个新节点,将数据存入节点的数据域,并将新节点的指针指向上一个节点;弹栈操作时,将指针指向当前节点的下一个节点,并返回当前节点的数据。
链表实现的堆栈可以动态地添加和删除元素,但需要消耗额外的内存空间。
堆栈技术在计算机科学中有着广泛的应用。
在内存管理中,堆栈用于存储函数调用时的局部变量和返回地址。
每当函数被调用时,局部变量将被压入堆栈,并在函数返回时弹出。
这种方式保证了函数调用的顺序和正确性。
在表达式求值中,堆栈可以用于存储操作数和运算符。
通过弹栈和压栈操作,可以按照正确的顺序解析和计算表达式。
总结起来,堆栈技术是一种简单而重要的数据结构,遵循先进后出的原则。
它可以通过数组或链表来实现,在计算机科学中有着广泛的应用。
了解堆栈的原理和实现方法,对于理解和应用相关领域的算法和数据结构都具有重要意义。
《数据结构堆栈》PPT课件
4.2堆栈的顺序存储结构
0 1 2 ……
a1 a2 … ai
top1
top1
什么时候栈1为空?
S-1
bj … … b2 b1
top2 top1= -1
4.2堆栈的顺序存储结构
0 1 2 ……
a1 a2 … ai
top1 什么时候栈1为空? 什么时候栈2为空?
S-1
bj … … b2 b1
top2
操作接口: 入栈:p75 出栈:p75
4.3堆栈的链式存储结构
顺序栈和链栈的比较
• 时间性能:相同,都是常数时间O(1)。 • 空间性能:
– 顺序栈:有元素个数的限制和空间浪费的问题。 – 链栈:没有栈满的问题,只有当内存没有可用空间
时才会出现栈满,但是每个元素都需要一个指针域, 从而产生了结构性开销。
012 3 4 56 78
a1
top 确定用数组的哪一端表示栈底。 附设指针top指示栈顶元素在数组中的位置。
4.2堆栈的顺序存储结构
012 3 4 56 7 8
a1 a2 a3
top top top 进栈:top加1 出栈:top减1
栈空:top= -1 栈满:top= MAX_SIZE
4.2堆栈的顺序存储结构
两栈共享空间:使用一个数组来存储两个栈,让一个 栈的栈底为该数组的始端,另一个栈的栈底为该数组 的末端,两个栈从各自的端点向中间延伸。
4.2堆栈的顺序存储结构
0 1 2 ……
a1 a2 … ai
S-1
bj … … b2 b1
栈1底
top1
top2
栈2底
栈1的底固定在下标为0的一端; 栈2的底固定在下标为MaxSize-1的一端。 top1和top2分别为栈1和栈2的栈顶指针; MaxSize为整个数组空间的大小(图中用S表示);
数据结构-堆栈和队列实验报告
数据结构-堆栈和队列实验报告数据结构堆栈和队列实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和掌握数据结构中的堆栈和队列的基本概念、操作原理以及实际应用。
通过实际编程实现堆栈和队列的相关操作,加深对其特性的认识,提高编程能力和解决问题的能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python,开发工具为 PyCharm。
三、实验原理(一)堆栈(Stack)堆栈是一种特殊的线性表,其操作遵循“后进先出”(Last In First Out,LIFO)的原则。
可以将堆栈想象成一个只能从一端进行操作的容器,新元素总是被添加到这一端(称为栈顶),而取出元素也只能从栈顶进行。
堆栈的基本操作包括:1、`push`:将元素压入堆栈。
2、`pop`:弹出堆栈顶部的元素。
3、`peek`:查看堆栈顶部的元素,但不弹出。
(二)队列(Queue)队列是另一种特殊的线性表,其操作遵循“先进先出”(First In First Out,FIFO)的原则。
可以将队列想象成一个排队的队伍,新元素在队尾加入,而取出元素从队首进行。
队列的基本操作包括:1、`enqueue`:将元素加入队列的尾部。
2、`dequeue`:取出并删除队列头部的元素。
3、`front`:查看队列头部的元素,但不取出。
四、实验内容(一)堆栈的实现```pythonclass Stack:def __init__(self):selfitems =def push(self, item):selfitemsappend(item)def pop(self):if not selfis_empty():return selfitemspop()else:return "Stack is empty" def peek(self):if not selfis_empty():return selfitems-1else:return "Stack is empty" def is_empty(self):return len(selfitems) == 0 def size(self):return len(selfitems)```(二)队列的实现```pythonclass Queue:def __init__(self):selfitems =def enqueue(self, item):selfitemsappend(item)def dequeue(self):if not selfis_empty():return selfitemspop(0) else:return "Queue is empty" def front(self):if not selfis_empty():return selfitems0else:return "Queue is empty" def is_empty(self):return len(selfitems) == 0 def size(self):return len(selfitems)```(三)应用实例1、利用堆栈实现括号匹配的验证```pythondef is_balanced_parentheses(exp):stack = Stack()for char in exp:if char in '({':stackpush(char)elif char in ')}':if stackis_empty():return Falsetop = stackpop()if (char ==')' and top!='(') or (char =='}' and top!='{') or (char =='' and top!=''):return Falsereturn stackis_empty()```2、利用队列实现打印杨辉三角的前 n 行```pythondef print_yanghui_triangle(n):queue = Queue()queueenqueue(1)print(1)for i in range(1, n):prev_row =for _ in range(i + 1):num = queuedequeue()prev_rowappend(num)print(num, end="")if _< i:new_num = prev_row_ +(prev_row_ 1 if _> 0 else 0) queueenqueue(new_num)print()```五、实验结果与分析(一)堆栈实验结果对于括号匹配的验证,输入`"((()))"`,输出为`True`,表示括号匹配正确;输入`"((())"`,输出为`False`,表示括号匹配错误。
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《数据结构与算法分析》课程实验报告
【实验目的】
1. 理解堆栈的存储特性。
2. 掌握堆栈的常用操作算法。
【实验内容】
1. 利用堆栈实现对任意进制的数的转换;
2. 堆栈的应用及操作。
【实验方式】
个人实验。
【实验设备与环境】
PC机,Windows XP操作系统,VC++6.0开发环境。
【数据结构及函数定义】
(1)类的定义:类的数据成员,成员函数
……………………………………
(2)主函数main()实现初始化操作,完成对子函数的调用……………………………………
(3)子函数
…………………………………
【测试数据与实验结果】
(请用截图的方式展示实验结果,并辅以必要的文字说明)
【源程序清单】
(请附上源程序)
#include<iostream.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct stack
{
int data;
struct stack *next;
};
void main()
{
struct stack *creat();//创建链表函数
void output(struct stack *);
struct stack *insert(struct stack *,int);//在栈顶压入元素函数
struct stack *read(struct stack *);//读栈顶元素函数
struct stack *head;
head=creat();//创建链表函数
head->next=NULL;
int num,i,n,m;
cout<<"输入数据:";
cin>>num;
cout<<"输入要将输入数值转换成的进制:"; cin>>i;
while(num)
{n=num/i;
m=num%i;
head=insert(head,m);//在栈顶压入元素函数num=n;
}
output(head);
printf("数值经过转换后为:");
while(head->next!=NULL)
{head=read(head);}
getchar();
cout<<endl;
}
struct stack *creat()//创建链表函数
{
struct stack *fresh,*head,*tail;
int num=0;
static int i=1;
head=tail=(struct stack *)malloc(sizeof(struct stack));
cout<<"这是第"<<i<<"次调用创建链表函数"<<endl;
i++;
fresh=(struct stack *)malloc(sizeof(struct stack));
tail->next=fresh;
tail=fresh;
tail->next=NULL;
return head;
}
struct stack *insert(struct stack *head,int m)//在栈顶压入元素函数
{
struct stack *fresh,*p;
p=head->next;
fresh=(struct stack *)malloc(sizeof(struct stack));
fresh->data=m;
head->next=fresh;
fresh->next=p;
return head;
}
struct stack *read(struct stack *head)//读栈顶元素函数{
struct stack *p;
p=head->next;
head=p;
if(p!=NULL)
{if(p->data>=10)
printf("%c",p->data+55);
else printf("%d",p->data);}
else cout<<"->end";
return head;
}
void output(struct stack *head)//输出单链表函数{
int m=1;
cout<<"栈表内的数据结构";
while(head->next!=NULL)
{
head=head->next;
cout<<"->"<<head->data;
m=m+1;
}
cout<<endl;
}……………………………………………………………………….。