04-链栈和链队列分析
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struct node
{ }; elementtype data; // 元素字段 node * next; // 指针字段
data
next
node类型
不特别说明的情况下，链栈就是采用动态链表来存储，就是链 栈。
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4.2 链栈
4.2.2链栈结构及描述 可以用链表来存储栈： 表头存储栈顶元素; 设一个栈顶指针。如图所示。 top
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4.1 引言
例：阅读下面程序，写出运行结果。 int main() { int *p,*q; p=new int; q=new int; *p=10; *q=20; cout<<*p<<*q<<endl; *p=*q; *q=30; cout<<*p<<*q<<endl; p=q; *p=40; *q=50; cout<<*p<<*q<<endl; delete p; } 输出结果是？
数据结构与算法（C++描述）
阙夏 计算机与信息学院 2018/10/21
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第四章 链栈和链队列
第四章 链栈和链队列
4.1 引言 4.2 链栈 4.3 链队列
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第四章 链栈和链队列
4.1 引言
前面已介绍的顺序栈、顺序队列的有关特性回顾与分析： 运算实现：简单，时间复杂度好。 存储特性：静态规模，编译前确定。 问题：程序的通用性和空间利用率之间的矛盾！ 期望：在实际运行过程中，根据实际问题的需要临时确定存 储空间，这就涉及到动态变量。 动态变量：在程序运行过程中产生和释放的变量。 与之相反的是静态变量， 静态变量：在程序运行过程中一直存在的变量。 在一般程序设计语言（如C、C++）中， 静态变量是出现在说明语句中的变量， 而动态变量则由于是在运行过程中产生，因而不会事先说明。 如何实现动态变量？ 通过指针来实现：指针变量的说明，动态变量产生和释放 。
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4.2 链栈
链表存储结构的实现 如何实现链表的存储结构？ 对此，可有两类方法，其一是用数组来 实现，其二是用动态链表。 head 1.用数组来存储表中元素------静态链表 =2 就是用数组元素存储表中元素的值， 以及后续元素的地址。 （因而需要说明为构造类型） 例如，右图是一个存储了部分英语字 母的链表。 这类表由于数组的规模事先确定，因 而称为静态链表。 静态链表的不足：难以兼顾到通用性和 存储空间的利用率。 下标 data next
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4.1 引言
下面依次介绍指针变量动态变量的说明，动态变量操作、 产生和释放 。 （1）指针变量说明 例：变量说明语句 int m, n, *p，*q; 说明了4个变量，其中： m和n说明为int型， p,q为指向int型变量的指针，其所指示的变量名称分别 为*p，*q。（动态变量） 指针和其所指示的变量之间的关系如下图所示。
a1 a2 a3 …… an ∧
结构的描述：
数据成员： 除了计数分量count外， 还需要给出栈顶指针top. 函数成员： 原有的函数full（）可以不用（为什么？）。 由于链表采用的是动态结构，即使在栈变量的作用域外， 动态变量也不会自行释放。 因此，需要设一个析构函数，以便在栈变量无效时自行释 放链表的存储空间。
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4.2 链栈
4.2.1 链表 为了避免前述的顺序存储方式在的问题规模事先难以确定的问题， 可以将表中元素用链地址连接起来构成一个表。由此而得到链表。 链表：将表中元素用链地址连接起来构成的表。 例如，下图就是一个链表的示意图，其中：
head
头指针
a1
a2
a3
……
an ∧
结点 由若干称为结点的“单元”连接而成。 尾结点 每个结点由两部分组成： 存放元素值的字段 存放下一个结点的地址的字段。 另外，有一个指向表头的指针（头指针）head，指示起点。 最后一个结点（也称为尾结点）的后继指针为空值，表示其后续没 有结点了。 合肥工业大学 计算机与信息学院
p q *p
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指针和目标变量的关系： 所谓指针指向一个变量，就是存 放着目标变量的地址的值。
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*q
20
4.1 引言
（2）动态变量的操作 基本操作：和其他类型的变量类似，可以对动态变量赋值、引用。 特别要注意区分：指针赋值和动态变量赋值操作的关系和效果。 例如 语句 *p = *q; 和 p = q; 的效果存在明显的差异： 假设初始时*p=10； *q=20； 如图所示。 p q *p
10 20
p
*p
10
*q
20
q
*q
20
*p
*p = *q的效果
p = q的效果
区别：一个是整型变量的赋值， 一个是指针型变量的赋值。
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4.1 引言
（3）动态变量产生 动态变量需要在执行申请变量操作后才能产生，否则无效。 申请变量的操作如下：（对前面给出的变量说明） p=new int; ------产生一个int类型变量，并将该变量的地址放到指针变量p中。 （4）动态变量的释放 释放变量：将动态变量的存储空间还给系统，以便重新分配使用。 释放变量的操作： delete p; -----释放指针p所指示的变量（即*p）的存储空间 （因而使*p无效，除非重新赋值或申请）
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4.2 链栈
由此得类stack的描述如下：
class stack{ public: // 函数成员 stack(); ~stack(); Bool empty()const; Bool full()const; error_code get_top(elementtype &x)const; error_code push(const elementtyoe x); error_code pop(); private: // 数据成员 int count; node * top; //栈顶指针 };
0 1 2 3 4 Fra Baidu bibliotek 6
E D A B C G F
6 0 3 4 1 -1 ∧ 5
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4.2 链栈
2.采用动态变量来实现 —— 动态链表 其中每个结点用一个结构来描述，包括两个字段，
存放元素值的字段data 存放下一个结点的指针 如右图所示。
设结点类型为node， 则类型描述如下：
{ }; elementtype data; // 元素字段 node * next; // 指针字段
data
next
node类型
不特别说明的情况下，链栈就是采用动态链表来存储，就是链 栈。
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4.2 链栈
4.2.2链栈结构及描述 可以用链表来存储栈： 表头存储栈顶元素; 设一个栈顶指针。如图所示。 top
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4.1 引言
例：阅读下面程序，写出运行结果。 int main() { int *p,*q; p=new int; q=new int; *p=10; *q=20; cout<<*p<<*q<<endl; *p=*q; *q=30; cout<<*p<<*q<<endl; p=q; *p=40; *q=50; cout<<*p<<*q<<endl; delete p; } 输出结果是？
数据结构与算法（C++描述）
阙夏 计算机与信息学院 2018/10/21
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第四章 链栈和链队列
第四章 链栈和链队列
4.1 引言 4.2 链栈 4.3 链队列
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第四章 链栈和链队列
4.1 引言
前面已介绍的顺序栈、顺序队列的有关特性回顾与分析： 运算实现：简单，时间复杂度好。 存储特性：静态规模，编译前确定。 问题：程序的通用性和空间利用率之间的矛盾！ 期望：在实际运行过程中，根据实际问题的需要临时确定存 储空间，这就涉及到动态变量。 动态变量：在程序运行过程中产生和释放的变量。 与之相反的是静态变量， 静态变量：在程序运行过程中一直存在的变量。 在一般程序设计语言（如C、C++）中， 静态变量是出现在说明语句中的变量， 而动态变量则由于是在运行过程中产生，因而不会事先说明。 如何实现动态变量？ 通过指针来实现：指针变量的说明，动态变量产生和释放 。
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4.2 链栈
链表存储结构的实现 如何实现链表的存储结构？ 对此，可有两类方法，其一是用数组来 实现，其二是用动态链表。 head 1.用数组来存储表中元素------静态链表 =2 就是用数组元素存储表中元素的值， 以及后续元素的地址。 （因而需要说明为构造类型） 例如，右图是一个存储了部分英语字 母的链表。 这类表由于数组的规模事先确定，因 而称为静态链表。 静态链表的不足：难以兼顾到通用性和 存储空间的利用率。 下标 data next
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4.1 引言
下面依次介绍指针变量动态变量的说明，动态变量操作、 产生和释放 。 （1）指针变量说明 例：变量说明语句 int m, n, *p，*q; 说明了4个变量，其中： m和n说明为int型， p,q为指向int型变量的指针，其所指示的变量名称分别 为*p，*q。（动态变量） 指针和其所指示的变量之间的关系如下图所示。
a1 a2 a3 …… an ∧
结构的描述：
数据成员： 除了计数分量count外， 还需要给出栈顶指针top. 函数成员： 原有的函数full（）可以不用（为什么？）。 由于链表采用的是动态结构，即使在栈变量的作用域外， 动态变量也不会自行释放。 因此，需要设一个析构函数，以便在栈变量无效时自行释 放链表的存储空间。
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4.2 链栈
4.2.1 链表 为了避免前述的顺序存储方式在的问题规模事先难以确定的问题， 可以将表中元素用链地址连接起来构成一个表。由此而得到链表。 链表：将表中元素用链地址连接起来构成的表。 例如，下图就是一个链表的示意图，其中：
head
头指针
a1
a2
a3
……
an ∧
结点 由若干称为结点的“单元”连接而成。 尾结点 每个结点由两部分组成： 存放元素值的字段 存放下一个结点的地址的字段。 另外，有一个指向表头的指针（头指针）head，指示起点。 最后一个结点（也称为尾结点）的后继指针为空值，表示其后续没 有结点了。 合肥工业大学 计算机与信息学院
p q *p
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指针和目标变量的关系： 所谓指针指向一个变量，就是存 放着目标变量的地址的值。
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*q
20
4.1 引言
（2）动态变量的操作 基本操作：和其他类型的变量类似，可以对动态变量赋值、引用。 特别要注意区分：指针赋值和动态变量赋值操作的关系和效果。 例如 语句 *p = *q; 和 p = q; 的效果存在明显的差异： 假设初始时*p=10； *q=20； 如图所示。 p q *p
10 20
p
*p
10
*q
20
q
*q
20
*p
*p = *q的效果
p = q的效果
区别：一个是整型变量的赋值， 一个是指针型变量的赋值。
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4.1 引言
（3）动态变量产生 动态变量需要在执行申请变量操作后才能产生，否则无效。 申请变量的操作如下：（对前面给出的变量说明） p=new int; ------产生一个int类型变量，并将该变量的地址放到指针变量p中。 （4）动态变量的释放 释放变量：将动态变量的存储空间还给系统，以便重新分配使用。 释放变量的操作： delete p; -----释放指针p所指示的变量（即*p）的存储空间 （因而使*p无效，除非重新赋值或申请）
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4.2 链栈
由此得类stack的描述如下：
class stack{ public: // 函数成员 stack(); ~stack(); Bool empty()const; Bool full()const; error_code get_top(elementtype &x)const; error_code push(const elementtyoe x); error_code pop(); private: // 数据成员 int count; node * top; //栈顶指针 };
0 1 2 3 4 Fra Baidu bibliotek 6
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6 0 3 4 1 -1 ∧ 5
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4.2 链栈
2.采用动态变量来实现 —— 动态链表 其中每个结点用一个结构来描述，包括两个字段，
存放元素值的字段data 存放下一个结点的指针 如右图所示。
设结点类型为node， 则类型描述如下：