数据结构(C语言版)3 栈和队列

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数据结构——用C语言描述(第3版)教学课件第3章 栈和队列

数据结构——用C语言描述(第3版)教学课件第3章 栈和队列

if(S->top==-1) /*栈为空*/
return(FALSE);
else
{*x = S->elem[S->top];
return(TRUE);
}
返回主目录}[注意]:在实现GetTop操作时,也可将参数说明SeqStack *S 改为SeqStack S,也就是将传地址改为传值方式。传 值比传地址容易理解,但传地址比传值更节省时间、 空间。
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算法:
void BracketMatch(char *str) {Stack S; int i; char ch; InitStack(&S); For(i=0; str[i]!='\0'; i++) {switch(str[i])
{case '(': case '[': case '{':
3.1.3 栈的应用举例
1. 括号匹配问题
思想:在检验算法中设置一个栈,若读入的是左括号, 则直接入栈,等待相匹配的同类右括号;若读入的是 右括号,且与当前栈顶的左括号同类型,则二者匹配, 将栈顶的左括号出栈,否则属于不合法的情况。另外, 如果输入序列已读尽,而栈中仍有等待匹配的左括号, 或者读入了一个右括号,而栈中已无等待匹配的左括 号,均属不合法的情况。当输入序列和栈同时变为空 时,说明所有括号完全匹配。
return(TRUE);
}
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【思考题】
如果将可利用的空闲结点空间组织成链栈来管理,则申 请一个新结点(类似C语言中的malloc函数)相当于链 栈的什么操作?归还一个无用结点(类似C语言中的 free函数)相当于链栈的什么操作?试分别写出从链栈 中申请一个新结点和归还一个空闲结点的算法。

数据结构(C语言)第3章 栈和队列

数据结构(C语言)第3章 栈和队列

Data Structure
2013-8-6
Page 13
栈的顺序存储(顺序栈)
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。 结构定义: #define STACK_INIT_SIZE 100; // 存储空间初始分配量 #define STACKINCREMENT 10; // 存储空间分配增量 typedef struct { SElemType *base; // 存储空间基址 SElemType *top; // 栈顶指针 int stacksize; // 当前已分配的存储空间,以元素位单位 } SqStack;
解决方案2:
顺序栈单向延伸——使用一个数组来存储两个栈
Data Structure 2013-8-6 Page 21
两栈共享空间 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。
Data Structure
2013-8-6
链栈需要加头结点吗? 链栈不需要附设头结点。
Data Structure
2013-8-6
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栈的链接存储结构及实现
Data Structure
2013-8-6
Page 11
GetTop(S, &e) 初始条件:栈 S 已存在且非空。 操作结果:用 e 返回S的栈顶元素。 Push(&S, e) 初始条件:栈 S 已存在。 操作结果:插入元素 e 为新的栈顶元素。 Pop(&S, &e) 初始条件:栈 S 已存在且非空。 操作结果:删除 S 的栈顶元素,并用 e 返回其值。
Data Structure

数据结构实验三栈和队列的应用

数据结构实验三栈和队列的应用

数据结构实验三栈和队列的应用数据结构实验三:栈和队列的应用在计算机科学领域中,数据结构是组织和存储数据的重要方式,而栈和队列作为两种常见的数据结构,具有广泛的应用场景。

本次实验旨在深入探讨栈和队列在实际问题中的应用,加深对它们特性和操作的理解。

一、栈的应用栈是一种“后进先出”(Last In First Out,LIFO)的数据结构。

这意味着最后进入栈的元素将首先被取出。

1、表达式求值在算术表达式的求值过程中,栈发挥着重要作用。

例如,对于表达式“2 + 3 4”,我们可以通过将操作数压入栈,操作符按照优先级进行处理,实现表达式的正确求值。

当遇到数字时,将其压入操作数栈;遇到操作符时,从操作数栈中弹出相应数量的操作数进行计算,将结果压回操作数栈。

最终,操作数栈中的唯一值就是表达式的结果。

2、括号匹配在程序代码中,检查括号是否匹配是常见的任务。

可以使用栈来实现。

遍历输入的字符串,当遇到左括号时,将其压入栈;当遇到右括号时,弹出栈顶元素,如果弹出的左括号与当前右括号类型匹配,则继续,否则表示括号不匹配。

3、函数调用和递归在程序执行过程中,函数的调用和递归都依赖于栈。

当调用一个函数时,当前的执行环境(包括局部变量、返回地址等)被压入栈中。

当函数返回时,从栈中弹出之前保存的环境,继续之前的执行。

递归函数的执行也是通过栈来实现的,每次递归调用都会在栈中保存当前的状态,直到递归结束,依次从栈中恢复状态。

二、队列的应用队列是一种“先进先出”(First In First Out,FIFO)的数据结构。

1、排队系统在现实生活中的各种排队场景,如银行排队、餐厅叫号等,可以用队列来模拟。

新到达的顾客加入队列尾部,服务完成的顾客从队列头部离开。

通过这种方式,保证了先来的顾客先得到服务,体现了公平性。

2、广度优先搜索在图的遍历算法中,广度优先搜索(BreadthFirst Search,BFS)常使用队列。

从起始节点开始,将其放入队列。

c语言数据结构第3章栈和队列自测卷答案

c语言数据结构第3章栈和队列自测卷答案

head 第3章 栈和队列 自测卷答案 姓名 班级一、填空题〔每空1分,共15分〕1. 【李春葆】向量、栈和队列都是 线性 构造,可以在向量的 任何 位置插入和删除元素;对于栈只能在 栈顶 插入和删除元素;对于队列只能在 队尾 插入和 队首 删除元素。

2. 栈是一种特殊的线性表,允许插入和删除运算的一端称为 栈顶 。

不允许插入和删除运算的一端称为 栈底 。

3. 队列 是被限定为只能在表的一端进展插入运算,在表的另一端进展删除运算的线性表。

4. 在一个循环队列中,队首指针指向队首元素的 前一个 位置。

5. 在具有n 个单元的循环队列中,队满时共有 n-1 个元素。

6. 向栈中压入元素的操作是先 挪动栈顶指针 ,后 存入元素 。

7. 从循环队列中删除一个元素时,其操作是 先 挪动队首指针 ,后 取出元素 。

8. 〖00年统考题〗带表头结点的空循环双向链表的长度等于 0 。

解:二、判断正误〔判断以下概念的正确性,并作出简要的说明。

〕〔每题1分,共10分〕 〔 × 〕1. 线性表的每个结点只能是一个简单类型,而链表的每个结点可以是一个复杂类型。

错,线性表是逻辑构造概念,可以顺序存储或链式存储,与元素数据类型无关。

〔 × 〕2. 在表构造中最常用的是线性表,栈和队列不太常用。

错,不一定吧?调用子程序或函数常用,CPU 中也用队列。

〔 √ 〕3. 栈是一种对所有插入、删除操作限于在表的一端进展的线性表,是一种后进先出型构造。

〔 √ 〕4. 对于不同的使用者,一个表构造既可以是栈,也可以是队列,也可以是线性表。

正确,都是线性逻辑构造,栈和队列其实是特殊的线性表,对运算的定义略有不同而已。

〔 × 〕5. 栈和链表是两种不同的数据构造。

错,栈是逻辑构造的概念,是特殊殊线性表,而链表是存储构造概念,二者不是同类项。

〔 × 〕6. 栈和队列是一种非线性数据构造。

错,他们都是线性逻辑构造,栈和队列其实是特殊的线性表,对运算的定义略有不同而已。

数据结构栈和队列ppt课件

数据结构栈和队列ppt课件

栈的运用 例3.1 将一个十进制正整数N转换成r进制的数
N 〕
1835
229
28
3
N / 8 〔整除〕 N % 8〔求余
229
3

28
5
3
4
0
3

❖例3.2 算术表达式中括号匹配的检查
❖用栈来实现括号匹配检查的原那么是,对表达式从左 到右扫描。
❖〔1〕当遇到左括号时,左括号入栈;
❖〔2〕当遇到右括号时,首先检查栈能否空,假设栈 空,那么阐明该“右括弧〞多余;否那么比较栈顶左 括号能否与当前右括号匹配,假设匹配,将栈顶左括 号出栈,继续操作;否那么,阐明不匹配,停顿操作 。
❖在顺序栈上实现五种根本运算的C函数 ❖〔3〕入栈 ❖int push (SeqStack *s, DataType x) ❖{ if (s->top==MAXSIZE-1) /*栈满不能入栈*/ ❖{ printf("overflow"); ❖return 0; ❖} ❖ s->top++; ❖ s->data[s->top]=x; ❖ return 1; ❖}
链队列及运算的实现
采用链接方法存储的队列称为链队列〔Linked Queue〕
采用带头结点的单链表来实现链队列,链队列中 的t结ype点de类f st型ruc与t N单od链e 表一样。将头指针front和尾指针 re{arD封at装aTy在pe一da个ta;构造体中,链队列用C言语描画如 下:struct Node *next;
❖只设了一个尾指针r ❖头结点的指针,即r->next ❖队头元素的指针为r->next->next ❖队空的断定条件是r->next==r

《数据结构(C语言)》第3章 栈和队列

《数据结构(C语言)》第3章 栈和队列
Data structures

❖ 栈的顺序存储与操作 ❖ 1.顺序栈的定义
(1) 栈的静态分配顺序存储结构描述 ② top为整数且指向栈顶元素 当top为整数且指向栈顶元素时,栈空、入栈、栈满 及出栈的情况如图3.2所示。初始化条件为 S.top=-1。
(a) 栈空S.top==-1 (b) 元素入栈S.stack[++S.top]=e (c) 栈满S.top>=StackSize-1 (d) 元素出栈e=S.stack[S.top--]
/*栈顶指针,可以指向栈顶
元素的下一个位置或者指向栈顶元素*/
int StackSize; /*当前分配的栈可使用的以 元素为单位的最大存储容量*/
}SqStack;
/*顺序栈*/
Data structures

❖ 栈的顺序存储与操作 ❖ 1.顺序栈的定义
(2) 栈的动态分配顺序存储结构描述 ① top为指针且指向栈顶元素的下一个位置 当top为指针且指向栈顶元素的下一个位置时,栈空 、入栈、栈满及出栈的情况如图3.3所示。初始化条 件为S.top=S.base。
…,n-1,n≥0} 数据关系:R={< ai-1,ai>| ai-1,ai∈D,i=1,2
,…,n-1 } 约定an-1端为栈顶,a0端为栈底 基本操作:
(1) 初始化操作:InitStack(&S) 需要条件:栈S没有被创建过 操作结果:构建一个空的栈S (2) 销毁栈:DestroyStack(&S) 需要条件:栈S已经被创建 操作结果:清空栈S的所有值,释放栈S占用的内存空间
return 1;
}
Data structures

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。

《数据结构(C语言版)》课后答案 课后题答案

《数据结构(C语言版)》课后答案 课后题答案

//输出字符串 str
DestroyStack (&S);
DestroyStack (&T);
} 5.解答: int ACK ( int m, int n) {
if ( m == 0) return n + 1;
if ( m <> 0 && n == 0 ) return ACK( m - 1, 1);
{'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'},
{'<', '<', '<', '<', '<', '=', ' '}, {'>', '>', '>', '>', ' ', '>', '>'},
{'<', '<', '<', '<', '<', ' ', '='}};
}
项目三 栈和队列

数据结构(C语言版CHAP3

数据结构(C语言版CHAP3

S.top
n+1 n n-1 i-1 i-2
0
e an ai ai-1 a1
STA作图示
S.top
S.top n n-1 i-1 i-2 S.base 0
an ai ai-1
n+1 n n-1 i-1 i-2
e an
ai ai-1 a1
STACK_INIT_SIZE
3.1 栈
二 栈的基本操作 1) 初始化操作InitStack((&S) 功能:构造一个空栈S; 2) 销毁栈操作DestroyStack(&S) 功能:销毁一个已存在的栈; 3) 置空栈操作ClearStack(&S) 功能:将栈S置为空栈; 4) 取栈顶元素操作GetTop(S, &e) 功能:取栈顶元素,并用e 返回; 5)进栈操作Push(&S, e) 功能:元素e进栈; 6)退栈操作Pop(&S, &e) 功能:栈顶元素退栈,并用e返回; 7)判空操作StackEmpty(S) 功能:若栈S为空,则返回True,否则返回False; 第 9 页
S.top
n n-1
an
i-1 i-2
1 0
ai ai-1
a2 a1
STACK_INIT_SIZE
S.base
S.stacksize
第 13 页
3.1 栈
当栈用顺序结构存储时, 栈的基本操作如建空栈、 进栈、出栈等操作如何实现?
第 14 页
3.1 栈
二 顺序栈基本操作的算法 1)初始化操作InitStack_Sq((SqStack &S)
a1
STACK_INIT_SIZE
S.base S.stacksize

chap003 栈和队列-数据结构(C语言版)-严蔚敏-清华大学出版社

chap003 栈和队列-数据结构(C语言版)-严蔚敏-清华大学出版社
} if (StackEmpty(S)&&state) return OK; …...
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。
GetTop(S, &e) 初始条件:栈 S 已存在且非空。 操作结果:用 e 返回 S 的栈顶
元素。
a1 a2 … … an
ClearStack(&S) 初始条件:栈 S 已存在。 操作结果:将 S 清为空栈。
Push(&S, e) 初始条件:栈 S 已存在。 操作结果:插入元素 e 为新
的栈顶元素。
分析可能出现的不匹配的情况:
• 到来的右括弧并非是所“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。
} // conversion
例二、 括号匹配的检验 假设在表达式中 ([]())或[([ ][ ])] 等为正确的格式, [( ])或([( ))或 (()]) 均为不正确的格式。
则 检验括号是否匹配的方法可用 “期待的急迫程度”这个概念来描述。
例如:考虑下列括号序列: [( [ ][ ] )] 1 2 34 5 6 7 8
switch (ch) {

数据结构-使用C语言 朱战立 第3章堆栈和队列

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];
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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。
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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;

数据结构实用教程(C语言版) 第3章 栈和队列

数据结构实用教程(C语言版)  第3章 栈和队列
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3.1.1 栈的概念
假设有一个栈S=(a1,a2,…,an),栈 中元素按a1,a2,…,an的次序进栈后, 进栈的第一个元素a1为栈底元素,出栈的第 一个元素an为栈顶元素,也就是出栈的操作 是按后进先出的原则进行的,其结构如图31所示。
图3-1栈结构示意图
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3.1.2栈的基本操作
3.1.3顺序栈
由于栈是操作受限制的线性表,因此与线性表类似,栈也 有两种存储结构,即顺序存储结构和链式存储结构。 1. 顺序栈的定义 栈的顺序存储结构称为顺序栈。类似于顺序表的类型定义,顺 序栈是用一个预设的足够长度的一维数组和一个记录栈顶元素 位置的变量来实现。顺序栈中栈顶指针与栈中数据元素的关1.3顺序栈
3. 顺序栈的基本操作实现
(3)进栈操作 进栈操作的过程如图3-3所示。先判断栈S如图3-3(a) 是否为满,若不满再将记录栈顶的下标变量top加1如 图3-3(b),最后将进栈元素放进栈顶位置上如图33(c)所示,算法描述见算法3.3。
图3-3 进栈操作过程图
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栈除了在栈顶进行进栈与出栈外,还有初始化、判空 等操作,常用的基本操作有: (1)初始化栈InitStack(S)。其作用是构造一个空 栈 S。 (2)判断栈空EmptyStack(S)。其作用是判断是 否是空栈,若栈S为空,则返回1;否则返回0。 (3)进栈Push(S,x)。其作用是当栈不为满时,将 数据元素x插入栈S中,使其为栈S的栈顶元素。 (4)出栈Pop(S,x)。其作用是当栈S不为空时,将 栈顶元素赋给x,并从栈S中删除当前栈顶元素。 (5)取栈顶元素GetTop(S,x)。其作用是当栈S不 为空时,将栈顶元素赋给x并返回,操作结果只是 读取栈顶元素,栈S不发生变化。 返回到本节目录

算法与数据结构C语言版课后习题答案(机械工业出版社)第3,4章习题参考答案

算法与数据结构C语言版课后习题答案(机械工业出版社)第3,4章习题参考答案

算法与数据结构C语⾔版课后习题答案(机械⼯业出版社)第3,4章习题参考答案第3章栈和队列⼀、基础知识题3.1有五个数依次进栈:1,2,3,4,5。

在各种出栈的序列中,以3,4先出的序列有哪⼏个。

(3在4之前出栈)。

【解答】34215 ,34251,345213.2铁路进⾏列车调度时,常把站台设计成栈式结构,若进站的六辆列车顺序为:1,2,3,4,5,6,那么是否能够得到435612, 325641, 154623和135426的出站序列,如果不能,说明为什么不能;如果能,说明如何得到(即写出"进栈"或"出栈"的序列)。

【解答】输⼊序列为123456,不能得出435612和154623。

不能得到435612的理由是,输出序列最后两元素是12,前⾯4个元素(4356)得到后,栈中元素剩12,且2在栈顶,不可能让栈底元素1在栈顶元素2之前出栈。

不能得到154623的理由类似,当栈中元素只剩23,且3在栈顶,2不可能先于3出栈。

得到325641的过程如下:1 2 3顺序⼊栈,32出栈,得到部分输出序列32;然后45⼊栈,5出栈,部分输出序列变为325;接着6⼊栈并退栈,部分输出序列变为3256;最后41退栈,得最终结果325641。

得到135426的过程如下:1⼊栈并出栈,得到部分输出序列1;然后2和3⼊栈,3出栈,部分输出序列变为13;接着4和5⼊栈,5,4和2依次出栈,部分输出序列变为13542;最后6⼊栈并退栈,得最终结果135426。

3.3若⽤⼀个⼤⼩为6的数组来实现循环队列,且当前rear和front的值分别为0和3,当从队列中删除⼀个元素,再加⼊两个元素后,rear和front的值分别为多少?【解答】2和43.4设栈S和队列Q的初始状态为空,元素e1,e2,e3,e4,e5和e6依次通过栈S,⼀个元素出栈后即进队列Q,若6个元素出队的序列是e3,e5,e4,e6,e2,e1,则栈S的容量⾄少应该是多少?【解答】43.5循环队列的优点是什么,如何判断“空”和“满”。

数据结构(C语言版)(第2版)课后习题答案

数据结构(C语言版)(第2版)课后习题答案

数据结构(C语言版)(第2版)课后习题答案李冬梅2015.3第1 绪论 (1)第2线性表 (5)第3栈和队列 14 第4串、数组和广义表 27 第5树和二叉树 34 第 6 图 (43)第7 查找 (55)第8 排序 (66)第 1 章绪论1.简述下列概念:数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。

答案:数据:是客观事物的符号表示,指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。

如数学计算中用到的整数和实数,文本编辑所用到的字符串,多媒体程序处理的图形、图像、声音、动画等通过特殊编码定义后的数据。

数据元素:是数据的基本单位,在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。

在有些情况下,数据元素也称为元素、结点、记录等。

数据元素用于完整地描述一个对象,如一个学生记录,树中棋盘的一个格局(状态)、图中的一个顶点等。

数据项:是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。

例如,学生基本信息表中的学号、姓名、性别等都是数据项。

数据对象:是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。

例如:整数数据对象是集合N={0 ,± 1 ,±2,⋯},字母字符数据对象是集合C={ ‘ A’,‘ B’,⋯,‘ Z’,‘ a’,‘ b ’,⋯,‘z’ } ,学生基本信息表也可是一个数据对象。

数据结构:是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

换句话说,数据结构是带“结构”的数据元素的集合,“结构”就是指数据元素之间存在的关系。

逻辑结构:从逻辑关系上描述数据,它与数据的存储无关,是独立于计算机的。

因此,数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。

存储结构:数据对象在计算机中的存储表示,也称为物理结构。

抽象数据类型:由用户定义的,表示应用问题的数学模型,以及定义在这个模型上的一组操作的总称。

具体包括三部分:数据对象、数据对象上关系的集合和对数据对象的基本操作的集合。

数据结构 第3章 栈和队列PPT课件

数据结构 第3章 栈和队列PPT课件

an
情况:
反序:
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a1

******上课时请保持课堂的安静,谢谢大家!!!
30.10.2020
第5页
数据结构 电子教案 — [ 湖北汽车工业学院 软件教研室 马春江 特别制作 ]
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课堂作业: 1.把输入序列 1 2 3 经过栈的操作可能 的所有结果进行讨论
30.10.2020
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2、栈的五种运算
(1)初始化栈
void inistack(seqstack &s)
{
s.top=0;
}
******上课时请保持课堂的安静,谢谢大家!!!
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30.10.2020
第7页
数据结构 电子教案 — [ 湖北汽车工业学院 软件教研室 马春江 特别制作 ] 首页 尾页 上页 下页 范例 讨论 考题 帮助 关于 结束
3.1.3 栈的抽象数据类型描述
ADT Stack is
Data:
含 有 n 个 元 素 a1,a2,a3,…,an, 按 LIFO 规 则 存 放 , 每 个 元 素 的 类 型 都 为 elemtype。
Operation:
Void inistack(&s) //将栈S置为一个空栈(不含任何元素)
Void Push(&s,x) //将元素X插入到栈S中,也称为 “入栈”、 “插 入”、 “压入”

第4章栈及队列

第4章栈及队列
}
4.1.5 栈的链式存储结构——链栈 1.链栈结构及数据类型
它是一种限制运算的链表,即规定链表中的扦入和删 除运算只能在链表开头进行。链栈结构见下图。
top 头
an
an-1
……
栈顶
图 3-5 链栈结构示意图
a1 ^
栈底
单链表的数据结构定义为: typedef struct node
{ elemtype data; //数据域 struct node *next; //指针域
3.出栈: POP(&S) 删除栈S中的栈顶元素,也称为”退栈”、 “删除”、 “弹出”。
4.取栈顶元素: GETTOP(S) 取栈S中栈顶元素。 5.判栈空: EMPTY(S) 判断栈S是否为空,若为空,返回值为1,否则返回值为0。
4.1.3 栈的抽象数据类型描述
ADT Stack {
Data: 含有n个元素a1,a2,a4,…,an,按LIFO规则存放,每个元素的类型都为 elemtype。 Operation: Void inistack(&s) //将栈S置为一个空栈(不含任何元素) Void Push(&s,x) //将元素X插入到栈S中,也称为 “入栈”、 “插 入”、 “压入”
{s->top[0]=-1; s->top[1]=m; }
(2)两个栈共享存储单元的进栈算法 int push(duseqstack *s, elemtype x, int i) //将元素x进入到以S为栈空间的第i个栈中 { if (s->top[0] ==s->top[1]-1) { printf(“overflow”); return (0);} if (i!=0 || i!=1) {printf(“栈参数出错“);return (0);} if(i= =0) //对0号栈进行操作 { s->top[0]++;s->stack[s->top[0]]=x;} else {s->top[1]--; s->stack[s->top[1]]=x;} return (1); }}

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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typedef struct node { StackElementType data; struct node *next; }LinkStackNode; typedef LinkStackNode *LinkStack;
25
链栈基本操作的实现
int Push(LinkStack top, StackElementType x) /*将数据元素 压入栈 中*/ 将数据元素x压入栈 将数据元素 压入栈top中 {LinkStackNode * temp; temp=(LinkStackNode * )malloc(sizeof(LinkStackNode)); if(temp==NULL) return(FALSE); /*申 申 请空间失败*/ 请空间失败 temp->data=x; temp->next=top->next; top->next=temp; /*修改当前栈顶指针 */ 修改当前栈顶指针 return(TRUE);}
32
InitStack Push Pop
两栈共享基本操作的实现
int Pop(DqStack *S, StackElementType *x, int i) {switch(i) {case 0:if(S->top[0]==-1) return(FALSE); *x=S->Stack[S->top[0]]; S->top[0]--; break; case 1:if(S->top[1]==M) return(FALSE); *x=S->Stack[S->top[1]]; S->top[1]++;break; default: return(FALSE); } return(TRUE); }
7
栈的定义
栈作为一种限定性线性表,将线性表的插入和 作为一种限定性线性表 将线性表的插入和 删除运算限制为仅在表的一端进行,即 删除运算限制为仅在表的一端进行 即LIFO表。 表
通常将表中允许进行插入、 通常将表中允许进行插入、删除操作的一端称为 栈底(Bottom)。 栈顶 (Top),表的另一端被称为栈底 ,表的另一端被称为栈底 。 当栈中没有元素时称为空栈 空栈。 当栈中没有元素时称为空栈。栈的插入操作被形 象地称为进栈 入栈,删除操作称为出栈 退栈。 进栈或 出栈或 象地称为进栈或入栈,删除操作称为出栈或退栈。
21
顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
int GetTop(SeqStack *S, ( StackElementType *x) ) {/*将栈 的栈顶元素弹出,放到 所 将栈S的栈顶元素弹出 将栈 的栈顶元素弹出,放到x所 指的存储空间中, 指的存储空间中,但栈顶指针保持 不变*/ 不变 if(S->top==-1) /*栈为空 栈为空*/ 栈为空 return(FALSE); else {*x = S->elem[S->top]; return(TRUE); } }
30
两栈共享基本操作的实现
void InitStack(DqStack *S) { S->top[0]=-1; S->top[1]=M; }
InitStack Push Pop
31
两栈共享基本操作的实现
int Push(DqStack *S, StackElementType x, int i) {if(S->top[0]+1==S->top[1]) /*栈已满 栈已满*/ 栈已满 return(FALSE); switch(i) {case 0:S->top[0]++; S->Stack[S->top[0]]=x; break; case 1:S->top[1]--; S->Stack[S->top[1]]=x;break; default: return(FALSE) } return(TRUE); }
12
用C语言定义栈的顺序存储结构 语言定义栈的顺序存储结构
#define TRUE 1 #define FALSE 0 #define Stack_Size 50 typedef struct {StackElementType elem[Stack_Size]; /*用来存放栈中元素的一维数组 用来存放栈中元素的一维数组*/ 用来存放栈中元素的一维数组 int top; /*用来存放栈顶元素的下标 用来存放栈顶元素的下标*/ 用来存放栈顶元素的下标 }SeqStack;
5
线性表分类
Data can be inserted and deleted anywhere.
Data can only be inserted and deleted at the ends of the structure.
6
栈的定义
后进先出策略, 后进先出策略,即LIFO (Last In, First Out)
13
Push operation in a stack
Push adds an item at the top of the stack.
14
Pop operation in a stack
Pop removes the item at the top of the stack.
15
顺序栈Push、 Pop操作演示 、 顺序栈 操作演示
16
顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
17
void InitStack(SeqStack *S) {/*构造一个空栈 构造一个空栈S*/ 构造一个空栈 S->top= -1; }
可以改写成带返回值的形式吗? 可以改写成带返回值的形式吗? 如果可以,如何改写? 如果可以,如何改写?
26
Push Pop
链栈基本操作的实现
int Pop(LinkStack top, StackElementType *x) {/*将栈 的栈顶元素弹出,放到 所指 将栈top的栈顶元素弹出 将栈 的栈顶元素弹出,放到x所指 的存储空间中 */ LinkStackNode *temp; temp=top->next; if(temp==NULL) return(FALSE); top->next=temp->next; *x=temp->data; free(temp);/*释放存储空间 释放存储空间*/ 释放存储空间 return(TRUE); }
8
栈的抽象数据类型定义
数据元素:可以是任意类型的数据,但必须属于同 数据元素:可以是任意类型的数据,但必须属于同 一个数据对象。 一个数据对象。 关系:栈中数据元素之间是线性关系 关系:栈中数据元素之间是线性关系 基本操作: 基本操作:
Push Pop StackTop InitStack ClearStack IsEmpty IsFull GetTop …
9
第三章 栈和队列
栈 栈的定义 栈的表示和实现 两栈共享技术 栈与递归的实现 栈的应用举例 队列 要点小结
10
栈的表示和实现
栈在计算机中主要有两种基本的存储结 构:
顺序存储结构 链式存储结构
顺序存储的栈为顺序栈。 顺序存储的栈为顺序栈。 顺序栈 链式存储的栈为链栈 链栈。 链式存储的栈为链栈。11Fra bibliotek重点和难点
掌握栈和队列的基本操作实现算法
2
第三章 栈和队列
栈 栈的定义 栈的表示和实现 两栈共享技术 栈与递归的实现 栈的应用举例 队列 要点小结
3
第三章 栈和队列
栈 栈的定义 栈的表示和实现 两栈共享技术 栈与递归的实现 栈的应用举例 队列 要点小结
4
线性表的概念
线性表(Linear List)是由 是由n(n≥0)个数据元素 结 个数据元素(结 线性表 是由 个数据元素 ……,a 点)a1,a2,…… n组成的有限序列。 …… 组成的有限序列。
20
顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop 比较Push和Pop实现时的异同 和 比较 实现时的异同 哪个是正确的? 哪个是正确的?
int Pop(SeqStack *S, StackElementType *x) {if(S->top==-1) return(FALSE); else {*x= S->elem[S->top]; S->top--;/*修改栈顶指针 修改栈顶指针*/ 修改栈顶指针 return(TRUE);} }
顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
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int IsEmpty(SeqStack *S) /*判栈 为空栈时返回值为真,反之 判栈S为空栈时返回值为真 判栈 为空栈时返回值为真, 为假*/ 为假 { return(S->top==-1?TRUE:FALSE); }
顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
int IsFull(SeqStack *S) /*判栈 为满时返回真 否则返回假 判栈S为满时返回真 否则返回假*/ 判栈 为满时返回真,否则返回假 {
return(S->top== Stack_Size-1 ? TRUE:FALSE);
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链栈
链栈是采用链表作为存储结构实现的栈。 链栈是采用链表作为存储结构实现的栈。为便 是采用链表作为存储结构实现的栈 于操作,采用带头结点的单链表实现栈。 于操作,采用带头结点的单链表实现栈。
链栈在使用完毕时,应该释放其空间。 链栈在使用完毕时,应该释放其空间。
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