数据结构 栈应用举例共40页文档
栈和队列的应用举例(全)
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队列的应用
【例】汽车加油站
随着城市里汽车数量的急速增长，汽车加油 站也渐渐多了起来。通常汽车加油站的结构 基本上是：入口和出口为单行道，加油车道 可能有若干条。每辆车加油都要经过三段路 程，第一段是在入口处排队等候进入加油车 道；第二段是在加油车道排队等候加油；第 三段是进入出口处排队等候离开。实际上， 这三段都是队列结构。若用算法模拟这个过 程，就需要设置加油车道数加2个队列。
{ { ( { (
(3)“{”进栈 (4)“{”退栈, “}”与“{”匹配
3.判定刮号不匹配的方法 例. ( ...{ ...{ ...}...] ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ (1) (2) (3) (4) (5)
(
(5)“{”退栈，“]”与“{”不匹配
行编辑程序 例. data stru**cture
↑ 栈底 ↑ 栈顶
例. # 4 + 2 * 3 – 12 / ( 7 – 5 ) # s1 s2
→
4
#
栈s1最后的顶(底)元素为表达式的值
栈的应用场景
栈的应用场景栈是一种常见的数据结构，它的特点是后进先出（Last In First Out，LIFO）。
栈的应用场景非常广泛，从计算机科学到日常生活都可以见到其身影。
本文将介绍栈在不同领域的应用场景。
1.计算机算法在计算机算法中，栈经常被用于实现递归函数、表达式求值、括号匹配等操作。
递归函数的调用过程实际上是一个栈的过程，每当一个函数调用另一个函数时，系统会将当前函数的状态信息压入栈中，待调用的函数执行完毕后再从栈中弹出上一个函数的状态信息继续执行。
表达式求值中，栈可以用于存储操作数和运算符，通过弹出栈中的元素进行计算，最终得到表达式的结果。
括号匹配中，栈可以用于判断左右括号是否匹配。
2.编译器和操作系统编译器和操作系统也是栈的常用应用场景。
在编译器中，栈用于存储函数调用的参数、局部变量和返回地址等信息。
每当函数调用时，编译器会将相关信息压入栈中，函数执行结束后再从栈中弹出相关信息。
操作系统中的函数调用、中断处理等过程也经常使用栈来保存现场信息，保证程序的正确执行。
3.网络协议在网络协议中，栈被广泛应用于网络数据的传输和处理。
TCP/IP协议栈是一个典型的例子，它将网络层、传输层、应用层等不同的协议通过栈的形式依次封装，完成数据的传输和处理。
数据包从应用层一直传输到网络层，以栈的形式不断压入和弹出，确保数据的准确传递和处理。
4.浏览器的前进后退功能在浏览器中，前进和后退功能是栈应用的典型场景。
当我们浏览网页时，每当点击一个链接或者输入一个网址，浏览器会将当前的URL 压入栈中。
当我们点击“后退”按钮时，浏览器会从栈中弹出上一个URL，完成页面的后退操作。
同样地，当我们点击“前进”按钮时，浏览器会从栈中弹出下一个URL，完成页面的前进操作。
5.撤销和恢复操作在各种应用程序中，栈可用于实现撤销和恢复操作。
例如，在文字编辑器中，当我们对文字进行修改后，可以将修改前的状态信息压入栈中，以备将来的撤销操作。
生活中常见栈的例子
生活中常见栈的例子一、图书馆书架在图书馆中，书架可以看做一个栈。
当读者借阅书籍时，图书管理员会从书架上取出一本书，这时其他书籍会依次向下移动，形成新的栈。
二、超市购物篮在超市中，购物篮可以看做一个栈。
当顾客往购物篮里放商品时，商品会被放在栈顶，当顾客需要取出商品时，栈顶的商品会先被取出。
三、电影院座位在电影院中，座位可以看做一个栈。
当顾客购买电影票时，系统会将座位信息推入栈中，当顾客进入影厅后，系统会从栈中取出座位信息。
四、餐厅菜单在餐厅中，菜单可以看做一个栈。
当顾客点餐时，服务员会从菜单栈中取出一份菜单，当顾客点的菜品上齐后，服务员会将菜单放回栈中。
五、停车场车位在停车场中，车位可以看做一个栈。
当车辆进入停车场时，系统会将车位信息推入栈中。
当车辆离开停车场时，系统会从栈中取出车位信息。
六、火车站站台在火车站中，站台可以看做一个栈。
当火车进站时，车厢会依次停靠在站台上，形成栈的结构。
当乘客下车后，车厢会依次离开站台，形成新的栈。
七、实验室药品柜在实验室中，药品柜可以看做一个栈。
当实验员需要使用药品时，他会从药品柜中取出一瓶药品，当药品使用完毕后，实验员会将药品放回药品柜中。
八、垃圾桶在生活中，垃圾桶可以看做一个栈。
当我们扔垃圾时，垃圾会被放在栈顶，当垃圾桶满了时，垃圾会从栈顶逐渐向下被压缩。
九、邮局邮箱在邮局中，邮箱可以看做一个栈。
当我们寄信时，信封会依次被放进邮箱中，形成栈的结构。
当信箱满了时，信封会从栈顶逐渐向下被压缩。
十、洗衣店衣服堆在洗衣店中，衣服堆可以看做一个栈。
当我们把衣服送到洗衣店时，衣服会被放在堆顶，当洗好后，衣服会从栈顶逐渐向下取出。
栈的应用举例
从键盘读入一个后缀表达式（字符串） ，只含有 0-9 组成的运算数及加（+） 、减（—） 、 乘（*） 、除（/）四种运算符。每个运算数之间用一个空格隔开，不需要判断给你的表达式 是否合法。 [问题分析] 后缀表达式的处理过程很简单，过程如下：扫描后缀表达式，凡遇操作数则将之压进堆 栈，遇运算符则从堆栈中弹出两个操作数进行该运算，将运算结果压栈，然后继续扫描，直 到后缀表达式被扫描完毕为止，此时栈底元素即为该后缀表达式的值。 [参考程序] program ex3; const maxn=20; var stack:array[1..maxn] of integer; s:string; function comp(s:string):integer; var ch:char; i,top,x,y,z:integer; begin top:=0; i:=1; ch:=s[i]; while i<=length(s) do begin case ch of '0'..'9':begin x:=0; while ch<>' ' do begin x:=x*10+ord(ch)-ord('0'); i:=i+1; ch:=s[i]; end; top:=top+1; stack[top]:=x; '+' '-' '*' '/' end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y+x;stack[top]:=z end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y-x;stack[top]:=z end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y*x;stack[top]:=z end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y div x;stack[top]:=z end;
栈和队列的应用实例
栈和队列的应用实例栈和队列都是常用的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用实例：1. 栈的应用实例●表达式求值：使用栈可以方便地对表达式进行求值，如逆波兰表达式求值。
●函数调用：函数调用时，每当进入一个函数，都会将上一个函数的现场信息压入栈中，然后在函数返回时再将其弹出，以便恢复上一个函数的执行现场。
●括号匹配：使用栈可以很方便地检查输入序列中括号的匹配情况。
2. 队列的应用实例●广度优先搜索：在图中进行广度优先搜索时常使用队列，因为它满足“先进先出”的特点，可以确保搜索的顺序是按层次来进行的。
●消息队列：在分布式系统中，消息队列经常用于实现进程之间的通信，以及任务的异步处理。
●缓冲区：在计算机中，经常需要通过使用缓冲区来平衡生产者和消费者之间的速度差异，队列就是一种常用的缓冲区实现方式。
以下是具体的应用实例：栈逆波兰表达式求值逆波兰表达式是一种不需要括号的算术表达式表示方法，它将运算符写在操作数的后面，因此也被称为“后缀表达式”。
例如，中缀表达式“3 + 4 * 2 / (1 - 5)”的逆波兰表达式为“3 4 2 * 1 5 - / +”。
逆波兰表达式求值时，可以使用栈来存储数字和运算符，具体过程如下：1. 遍历逆波兰表达式中的每个元素。
2. 如果当前元素是数字，则压入栈中。
3. 如果当前元素是运算符，则从栈中弹出两个操作数进行运算，并将结果压入栈中。
4. 遍历完逆波兰表达式后，栈顶即为表达式的值。
以下是Python语言实现逆波兰表达式求值的代码：def evalRPN(tokens: List[str]) -> int:stack = []for token in tokens:if token in '+-*/': # 运算符num2 = stack.pop()num1 = stack.pop()if token == '+':stack.append(num1 + num2)elif token == '-':stack.append(num1 - num2)elif token == '*':stack.append(num1 * num2)else:stack.append(int(num1 / num2))else: # 数字stack.append(int(token))return stack[0]该函数接受一个字符串列表tokens，其中包含了逆波兰表达式的所有元素。
栈在生活中的实际例子
栈在生活中的实际例子
栈：铁路调度中用到栈。
队列：民航机票订购。
栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。
它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底。
最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。
栈具有记忆作用，对栈的插入与删除操作中，不需要改变栈底指针。
扩展资料：
由于入队和出队操作中，头尾指针只增加不减小，致使被删元素的空间永远无法重新利用。
当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时，也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。
在循环队列中，当队列为空时，有front=rear，而当所有队列空间全占满时，也有front=rear。
为了区别这两种情况，规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素，当循环队列中只剩下一个空存储单元时，队列就已经满了。
数据结构实验报告栈及其应用docx
引言概述：正文内容：一、栈的概念和基本特性1.1栈的定义栈是一种操作受限的线性表，只允许在一端进行插入和删除操作，该端称为栈顶，另一端称为栈底。
栈的特点是“后进先出”（LIFO，LastInFirstOut）。
1.2栈的基本操作栈包含几个基本操作，如入栈（Push）、出栈（Pop）、判空（IsEmpty）、判满（IsFull）等。
二、栈的顺序存储结构实现方式2.1顺序存储结构的定义栈的顺序存储结构是利用一组地质连续的存储单元依次存储栈中的元素。
数组可以作为栈的顺序存储结构进行实现。
2.2顺序存储结构的入栈操作入栈操作需要将新元素插入栈顶，并更新栈顶指针。
2.3顺序存储结构的出栈操作出栈操作需要删除栈顶元素，并更新栈顶指针。
三、栈的链式存储结构实现方式3.1链式存储结构的定义栈的链式存储结构是利用链表实现栈的存储结构。
每个链表节点包含存储元素的数据域和指向下一个节点的指针域。
3.2链式存储结构的入栈操作入栈操作需要创建一个新节点并插入到链表头部，并更新栈顶指针。
3.3链式存储结构的出栈操作出栈操作需要删除链表头节点，并更新栈顶指针。
四、栈的应用4.1递归算法栈常用于实现递归算法，通过将递归函数的参数和局部变量保存在栈中，实现递归函数的调用和返回。
4.2括号匹配栈可以判断表达式中的括号是否匹配，通过入栈和出栈操作进行括号的匹配过程。
4.3后缀表达式求值栈可以用来实现后缀表达式的求值过程，通过入栈和出栈操作计算后缀表达式的值。
五、总结本文详细讨论了栈的概念、特性、实现方式和应用。
通过了解栈的基本操作，我们可以更好地理解栈的原理和使用。
栈在计算机科学领域具有广泛的应用，对于实现递归算法、括号匹配和后缀表达式求值等问题都有重要作用。
对于进一步的学习和实践，我们需要深入理解栈的原理和实现方式，并能熟练运用栈解决问题。
希望本文能为读者对栈及其应用有一个清晰的认识。
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是一种重要的数据结构，主要用于模拟现实世界中的各种运算，而且它也可以用来解决复杂的问题。
栈的特点是在存储数据的同时，具有“后进先出”的原则，因此在解决一些问题时，有时会使用栈来设计算法，以解决复杂的问题。
本文将举出4个使用栈解决问题的例子，以供大家参考。
1. 中缀表达式转后缀表达式。
中缀表达式是常见的表达式，表达式中各运算符与操作数的位置是混合着的，而后缀表达式则是运算符与操作数一一对应，表达式中的运算符均在后面，因此要把中缀表达式转换成后缀表达式，就需要使用栈来储存操作数和运算符，从而实现将中缀表达式转换为后缀表达式。
2.诺塔。
汉诺塔是一个古老的游戏，它涉及在三根柱子之间移动碟子，每个时刻只能移动一个碟子，且大的碟子不能在小的碟子之上，而在计算机中模拟这个游戏时，可以使用栈来模拟，把每根柱子看作一个栈，碟子就看作放在栈中的元素，每次移动时，就是从某根柱子的栈顶取出碟子，放入另一根柱子的栈顶，从而实现移动的目的。
3.译器的词法分析。
编译器在处理输入的源代码时，首先要进行语法分析，将源代码切分成一个一个有意义的语言单位，这个过程就称为词法分析。
在词法分析中需要处理的两个困难是状态跳转和字符串的回溯，而使用栈来处理这两个困难就显得非常有效，比如字符串的回溯问题，就可以使用栈来储存源代码中扫描到的字符，以便反向查找，而在状态跳转中，也可以使用栈记录当前的状态是什么，以便在需要的时候进行回溯。
4.号匹配。
括号匹配是一类常见的问题，比如HTML文件中的括号要正确匹配，否则整个文件就会变得混乱，而为了检查括号是否匹配，使用栈就是一个很有效的解决方法，遍历文件，每当遇到一个“(”时，就将它压入栈中，而每当遇到一个“)”时，则从栈中弹出一个“(”，如果遇到“)”时栈中已经没有“(”，则说明括号不匹配，否则遍历完毕后，如果栈中还有“(”，则说明“(”多于“)”，否则括号就正确匹配了。
以上就是使用栈解决问题的4个例子，从这4个例子可以看到，栈的特性使其在解决某些复杂的问题时显得非常有用。
实践中常见数据结构的应用案例
实践中常见数据结构的应用案例在实践中，数据结构是计算机科学中非常重要的概念之一，它为我们提供了存储、组织和管理数据的方法。
不同的数据结构适用于不同的场景，能够帮助我们高效地解决各种问题。
本文将介绍一些实践中常见的数据结构应用案例，帮助读者更好地理解数据结构在现实生活中的应用。
一、栈(Stack)：栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，常用于需要后进先出顺序的场景。
一个典型的应用案例是浏览器的“后退”功能。
当用户在浏览器中依次访问了网页A、网页B、网页C，这时候用户点击了“后退”按钮，浏览器会按照访问的顺序依次返回到网页B、网页A。
这个过程就可以通过栈来实现，每次用户访问一个新的网页，就将该网页压入栈中，点击“后退”按钮时，从栈顶弹出最近访问的网页。
二、队列(Queue)：队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，常用于需要按照先后顺序处理数据的场景。
一个常见的应用案例是打印队列。
假设有多个打印任务需要处理，这些任务按照提交的先后顺序进行打印，这时候可以使用队列来管理打印任务的顺序，保证先提交的任务先被处理。
三、链表(Linked List)：链表是一种线性数据结构，由节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表常用于需要频繁插入和删除操作的场景。
一个实际应用案例是音乐播放列表。
当用户需要随机播放音乐列表中的歌曲时，可以使用链表来管理音乐列表，方便插入、删除和移动歌曲。
四、树(Tree)：树是一种非线性数据结构，由节点和边组成，每个节点最多有一个父节点和多个子节点。
树常用于表示层级关系的数据。
一个常见的应用案例是文件系统。
文件系统通常以树的形式组织文件和文件夹，根目录是树的根节点，每个文件夹是树的一个子树，文件是叶子节点。
五、图(Graph)：图是一种非线性数据结构，由节点和边组成，节点之间可以通过边相互连接。
图常用于表示网络结构和关系。
一个实际应用案例是社交网络。
社交网络中的用户可以看作是图的节点，用户之间的关系（如好友关系）可以看作是图的边，通过图可以方便地表示和分析用户之间的关系网络。
生活中栈和队列的例子
生活中栈和队列的例子
1. 你看那排队买奶茶的队伍，这不就是一个典型的队列嘛！大家都按照先来后到的顺序排队，依次购买，多有秩序呀！就像我们遵守规则依次前进一样。
2. 想想学校食堂打饭的时候，餐盘不就像在栈里一样嘛，一个个叠放在那里，先放进去的最后才拿出来，这多形象呀！
3. 周末去超市购物，大家把购物车推来推去，就好像栈里的元素进进出出，不是很有意思吗？
4. 去火车站坐车，大家检票进站不也是排队依次进入嘛，这不就是队列在生活中的体现嘛？哎呀！
5. 家里的碗柜，碗一个个叠起来，拿的时候也是从上面开始拿，这和栈简直一模一样呀，你说神奇不神奇？
6. 图书馆里的书架，书按照一定的顺序摆放，这不就像队列一样整整齐齐的嘛，找起来也方便呀！
7. 上班等电梯的时候，大家不也是排队嘛，先进去的人先上楼，这就是队列呀，难道不是吗？
8. 高速公路上的车辆排队通过收费站，这也是一种队列呀，大家依次缴费通过，多么有秩序呀！
我的观点结论就是：生活中到处都有栈和队列的影子呀，它们让我们的生活更加有序、高效呢！。
栈的应用举例
栈的应用举例（栈与表达式）[引言]处理表达式是高级语言的编绎中的一个基本问题。
它的实现是栈的一个重要应用，通过对处理表达式的讨论，可以帮助我们进一步了解栈的性能。
[内容讲授]栈在计算机科学领域有着广泛的应用。
比如在编译和运行计算机程序的过程中，就需要用栈进行语法检查（如检查begin和end、“（”和“）”等是否匹配）、计算表达式的值、实现过程和函数的递归调用等。
下面举例说明栈在这些方面的应用。
例1、假设一个表达式有英文字母（小写）、运算符（+，—，*，/）和左右小（圆）括号构成，以“@”作为表达式的结束符。
请编写一个程序检查表达式中的左右圆括号是否匹配，若匹配，则返回“YES”；否则返回“NO”。
表达式长度小于255，左圆括号少于20个。
分析：假设输入的字符串存储在c中（var c:string[255]）。
我们可以定义一个栈：var s:array[1..maxn] of char;top:integer;用它来存放表达式中从左往右的左圆括号。
算法的思路为：顺序（从左往右）扫描表达式的每个字符c[i]，若是“（”，则让它进栈；若遇到的是“）”，则让栈顶元素出栈；当栈发生下溢或当表达式处理完毕而栈非空时，表示不匹配，返回“YES”，否则表示匹配返回“NO”。
程序代码如下：var c:string;function doit(c:string):boolean;var s:array[1..20] of char;top,i:integer;ch:char;begintop:=0;i:=1;ch:=c[i];while ch<>'@' dobeginif (ch='(') or (ch=')') thencase ch of'(':begin top:=top+1;s[top]:='(' end;')':if top>0 then top:=top-1else begin doit:=false;exit end;end;i:=i+1;ch:=c[i];end;if top=0 then doit:=trueelse doit:=false;end;beginassign(input,'in.txt');reset(input);readln(c);writeln(doit(c));close(input);end.[补充]关于表达式的三种表示法。
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。
数据结构中栈的应用
数据结构中栈的应用栈是一种基本的数据结构，它具有后进先出（Last In First Out，LIFO）的特点。
栈中元素的插入和删除操作只能在栈顶进行，因此栈可以用来实现许多算法和数据结构。
以下是一些常见的栈的应用：表达式求值在数学表达式中，括号具有最高优先级。
如果我们想要计算一个包含括号的表达式，那么我们需要使用一个栈。
当我们读取到一个左括号时，就把它推入栈中；当我们读取到右括号时，就从栈中弹出元素，并且把右括号与弹出元素所代表的左括号进行匹配。
如果匹配成功，则继续计算表达式；否则报错。
中缀转后缀表达式在计算机科学中，中缀表达式是人们通常使用的数学表达式形式。
但是对于计算机来说，它并不方便处理。
因此，在计算机科学中，通常会将中缀表达式转换为后缀表达式进行处理。
这个过程需要使用到一个栈。
例如：将字符串“3+45”转换为后缀表达式“345+”。
逆波兰表达式求值逆波兰表达式是另一种计算机科学中常用的数学表达式形式。
这种表达式比较容易处理，因此被广泛使用。
对于逆波兰表达式，我们同样可以使用栈来进行计算。
例如：将逆波兰表达式“3 4 5 * +”计算出结果等于23。
括号匹配在编写代码时，经常需要使用括号来进行分组或者限制作用域。
但是如果不小心将括号写错了，就会导致代码无法正确运行。
因此，在编写代码时，我们需要检查括号是否匹配。
例如：检查字符串“{[()]}”是否包含正确的括号匹配。
函数调用在计算机程序中，函数调用是一种重要的操作。
当一个函数被调用时，它需要保存当前的执行环境，并且在函数返回时恢复该执行环境。
因此，在实现函数调用时，我们通常需要使用栈存储执行环境。
例如：当函数A调用函数B时，A需要将自己的执行环境压入栈中，并且在B返回后从栈中弹出执行环境。
进制转换在计算机科学中，经常需要进行进制转换。
例如：将二进制数转换为十进制数或者将十进制数转换为二进制数。
这种转换需要使用到栈。
例如：将二进制数1010转换为十进制数。
数据结构经典案例
数据结构经典案例在计算机科学领域，数据结构是组织和存储数据的方式，以便能够高效地访问、操作和管理数据。
数据结构的选择对于算法的性能和程序的效率有着至关重要的影响。
下面将为您介绍几个数据结构的经典案例。
一、栈（Stack）栈是一种遵循“后进先出”（Last In First Out，LIFO）原则的数据结构。
想象一下一叠盘子，最后放上去的盘子总是最先被拿走，栈就是这样的工作原理。
一个常见的栈的应用是表达式求值。
比如我们要计算数学表达式“3 ＋ 4 2”。
首先，将数字和运算符依次压入栈中。
当遇到运算符时，从栈中弹出相应数量的操作数进行计算，然后将结果压回栈中。
通过这种方式，能够按照正确的运算顺序得出最终的结果。
在编程语言中，函数调用也用到了栈。
当一个函数被调用时，其相关的信息（如参数、返回地址等）被压入栈中。
当函数执行完毕后，这些信息被弹出，程序回到之前的执行点继续执行。
二、队列（Queue）队列遵循“先进先出”（First In First Out，FIFO）原则。
就像排队买东西，先排队的人先得到服务。
在操作系统中，打印任务通常使用队列来管理。
多个打印任务按照提交的先后顺序排列在队列中，打印机依次处理队列中的任务。
另外，在消息传递系统中，队列也被广泛应用。
发送方将消息放入队列，接收方从队列中取出消息进行处理。
三、链表（Linked List）链表是一种动态的数据结构，其中的元素通过指针连接在一起。
在需要频繁进行插入和删除操作的场景中，链表表现出色。
比如，在一个学生管理系统中，如果需要不断地添加或删除学生信息，使用链表可以方便地在任意位置进行操作，而不需要像数组那样移动大量的元素。
四、树（Tree）树是一种分层的数据结构，具有根节点、子节点和叶节点。
二叉搜索树（Binary Search Tree）是一种常见的树结构。
在二叉搜索树中，左子树的所有节点值都小于根节点的值，右子树的所有节点值都大于根节点的值。
数据结构栈的应用
数据结构栈的应用在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的方式，以便能够有效地进行操作和处理。
栈就是其中一种重要的数据结构，它具有独特的特性和广泛的应用场景。
栈是一种特殊的线性表，其特点是遵循“后进先出”（Last In First Out，简称 LIFO）的原则。
这就好比我们往一个桶里放东西，最后放进去的东西会最先被拿出来。
栈在很多领域都有着重要的应用。
首先，在编程语言的表达式求值中，栈发挥着关键作用。
当我们计算一个复杂的数学表达式，如“（2 ＋ 3) 4 5”时，计算机需要按照一定的顺序进行计算。
通过将操作数和操作符依次入栈，在遇到适当的时机进行出栈计算，最终能够准确地得出表达式的结果。
在函数调用的过程中，栈也扮演着不可或缺的角色。
当一个函数被调用时，相关的参数、局部变量和返回地址等信息会被压入栈中。
当函数执行完毕，这些信息按照后进先出的原则被依次弹出，从而保证了程序执行的正确流程和上下文的恢复。
编译器在处理语法分析时也常常使用栈。
例如，在处理诸如括号匹配的问题时，每当遇到一个左括号就将其入栈，遇到右括号时则将栈顶的左括号出栈。
如果在处理完整个表达式后栈为空，就说明括号是匹配的；否则，说明存在括号不匹配的错误。
栈还在内存管理中有所应用。
当程序需要分配和释放临时的内存空间时，可以使用栈来管理这些内存块。
新分配的内存块被压入栈顶，释放时从栈顶弹出，这样能够高效地实现内存的动态分配和回收。
另外，在回溯算法中，栈也大有用武之地。
例如在迷宫求解问题中，从起始位置开始，每次尝试一个新的方向时，将当前位置和路径信息入栈。
如果遇到死胡同或者无法继续前进的情况，就从栈中弹出上一个位置，重新尝试其他方向，直到找到出口或者确定无解。
在操作系统中，栈同样重要。
例如在任务切换时，当前任务的上下文信息会被保存在栈中，以便在后续需要时能够恢复到之前的执行状态。
我们来看一个具体的例子，假设我们要实现一个简单的网页浏览器的“后退”功能。
数据结构 课件 栈的应用举例42页文档
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
数据结构 课件 栈的应用举例
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
数据结构-栈的应用
数据结构-栈的应⽤栈有⼀个很重要的应⽤：在程序设计语⾔中讲了递归。
那么什么是递归呢？当你往镜⼦前⾯⼀站，镜⼦⾥⾯就有⼀个你的像。
但你试过两⾯镜⼦⼀起照吗？如果A、B两⾯镜⼦互相⾯对⾯放着，你往中间⼀站，嘿，两⾯镜⼦都有你的千百个“化⾝”，为什么会有这么奇妙的现象呢？原来，A镜⼦⾥有B镜⼦的像，B镜⼦⾥也有A镜⼦的像，这样反反复复，就会产⽣⼀连串的“像中像”。
这是⼀种递归现象。
我们先来看⼀个经典的递归例⼦：斐波那契数列（Fibonacci）。
为了说明这个数列，这位斐⽼还举了⼀个很形象的例⼦。
⼀、栈的应⽤——递归在⾼级语⾔中，调⽤⾃⼰和其他函数并没有本质的不同。
我们把⼀个直接调⽤⾃⼰或通过⼀系列的调⽤语句间接地调⽤⾃⼰的函数，称做递归函数。
函数怎么可以⾃⼰调⽤⾃⼰？听起来有些难以理解，不过你可以不要把⼀个递归函数中调⽤⾃⼰的函数看做是在调⽤⾃⼰，⽽就当它是在调⽤另⼀个函数。
只不过，这个函数和⾃⼰长得⼀样⽽已。
当然，写递归程序最怕的就是陷⼊永不结束的⽆穷递归中，所以，每个递归都需要⼀个退出递归的条件。
递归使⽤的是选择结构。
递归能使程序的结构更清晰、更简洁、更容易让⼈理解，从⽽减少读懂代码的时间。
但是⼤量的递归调⽤会建⽴函数的副本，会消耗⼤量的时间和内存。
那么我们讲了那么多递归的内容，和栈有什么关系呢？程序设计基础阶段我们已经了解了递归是如何执⾏它的前⾏和退回的。
递归过程退回的顺序是它前⾏顺序的逆序。
显然这符合栈的存储⽅式。
简单的说，就是在前⾏阶段，对于每⼀层递归，函数的局部变量、参数值以及返回地址都被压如栈中。
在退回阶段，位于栈顶的局部变量、参数值和返回地址被弹出，⽤于返回调⽤层次中执⾏代码的其余部分，也就是恢复了调⽤的状态。
当然，对于现在的⾼级语⾔，这样的递归问题是不需要⽤户来管理这个栈的，⼀切都由系统代劳就可以了。
1. 1. ACM算法：n的阶乘n的阶乘意思是：从⼀乘到n，是⼀个连续的乘法问题。
其中n是⾃然数。
栈的应用举例
if ( !StackEmpty(S) && GetTop(S) == ( )
{ Pop(S, e); i++; }
else {mat = false;}
break; } //case )
… … 2021/3/10
8
迷宫问题
计算机解迷宫时，通常用的是“穷举求解”
的方法，即从入口出发，顺某一方向向前
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0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1
缀式;
6) “(” 对它之前后的运算符起隔离
作用，“)”可视为自相应左括弧开
始的表达式的结束符。
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32
利用栈将中缀表示转换为后缀表示
使用栈可将表达式的中缀表示转换成它的前缀
表示和后缀表示。
为了实现这种转换， 需要考虑各操作符 的优先级。
优先级 1 2 3
操作符 单目-、！ *、/、%
从原表达式求得后缀式的规律为：
1) 设立暂存运算符的栈;
2) 设表达式的结束符为“#”, 予设运算符栈的栈底为“#”
3) 若当前字符是操作数， 则直接发送给后缀式;
2021/3/10
数据结构-第三章栈的应用
例如：考虑下列括号序列： [ ( [ ] [ ] ) ] 1 2 34 5 6 7 8
分析可能出现的不匹配的情况:
到来的右括弧非是所“期待”的; 到来的是“不速之客”; 直到结束，也没有到来所“期待” 的括弧;
算法的设计思想：
1）凡出现左括弧，则进栈； 2）凡出现右括弧，首先检查栈是否空 若栈空，则表明该“右括弧”多余 否则和栈顶元素比较， 若相匹配，则“左括弧出栈” 否则表明不匹配 3）表达式检验结束时， 若栈空，则表明表达式中匹配正确 否则表明“左括弧”有余
例四、 迷宫求解
入口
通常用的是“穷举求解”的方法
出 口
求迷宫路径算法的基本思想是：
若当前位置“可通”(未曾走到过 的通道块)，则纳入路径，继续前 进; 若当前位置“不可通”，则后退， 换方向继续探索; 若四周“均无通路”，则将当前 位置从路径中删除出去。
3.2.4 迷宫求解
出 口
3.2.4 迷宫求解
例三、行编辑程序问题
如何实现？
“每接受一个字符即存入存储器” 并不恰当！
?
在用户输入一行的过程中，允许 用户输入出差错，并在发现有误时 可以及时更正。
合理的作法是： 设立一个输入缓冲区，用以接受 用户输入的一行字符，然后逐行存 入用户数据区; 并假设“#”为退格符 ，“@”为退行符。
假设从终端接受了这样两行字符：
MaxSize-1 0
显然，因为循环队列元素的空间可以全被利用，除非向量空 间真的被队列元素全部占用，否则不会上溢。因此，除一些简单 的应用外，真正实用的顺序队列是循环队列。 入队时尾指针向前追赶头指针，出队时头指针向前追赶尾指 针，故队空和队满时头尾指针均相等。因此，我们无法通过 front==rear来判断队列“空”还是“满”。 开始：