数据结构栈的应用本
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 课件 第3章 栈
第3章 栈
第 3 章 栈
知
识点
栈的定义和特点 栈的基本运算和算法 栈的典型应用
难
点
后缀表达式的算法 数制的换算 利用本章的基本知识设计相关的应用问题
要
求
掌握栈的特点 掌握栈的基本运算 熟悉栈的各种实际应用 能设计栈应用的典型算法 了解栈的运算时间复杂度分析
第3章 目录
2．顺序栈运算的基本算法 （1）置空栈 首先建立栈空间，然后初始化栈顶指针。 SeqStack *Snull( ) { SeqStack *s； s=new (SeqStack)；
// 在C语言中用s=malloc（sizeof（SeqStack）） ；
s->top= –1； return s； }
3-1 栈的定义与运算 3-2 栈的存储和实现 3-3 栈的应用举例 小 结 验证性实验3: 栈子系统 自主设计实验3：后缀表达式求值 单元练习3
3-1 栈的定义和运算
3-1-1 栈（Stack）的定义
1. 栈的定义 栈是限制在表尾进行插入和删除的线性表。 进栈 出栈
an …… a3 a2 a1
图3-1栈的 示意图
3-3.
3-3-1 数制转换
栈的应用举例
数值进位制的换算是计算机实现计算和处理的 基本问题。比如将十进制数N转换为j进制的数，其 解决的方法很多，其中一个常用的算法是除j取余法。 将十进制数每次除以j，所得的余数依次入栈，然后 按“后进先出”的次序出栈便得到转换的结果。 其算法原理是： N =（N / j）* j + N % j
由于栈的操作只能在栈顶进行的，所以用链表的头部做
栈顶是最合适的。链栈结构如图3-4所示。
大学数据结构课件--第3章 栈和队列
栈满 top-base=stacksize
top
F
E
D C B
top top top top top top base
入栈PUSH(s,x):s[top++]=x; top 出栈 POP(s,x):x=s[--top]; top
base
4
A
3.1 栈
例1：一个栈的输入序列为1,2,3，若在入栈的过程中 允许出栈，则可能得到的出栈序列是什么？ 答： 可以通过穷举所有可能性来求解：
3.2 栈的应用举例
二、表达式求值
“算符优先法”
一个表达式由操作数、运算符和界限符组成。 # 例如：3*（7-2*3） （1）要正确求值，首先了解算术四则运算的规则 a.从左算到右 b.先乘除后加减 c.先括号内，后括号外 所以，3*（7-2*3）=3*(7-6)=3*1=3
9
3.2 栈的应用举例
InitStack(S); while (!QueueEmpty(Q))
{DeQueue(Q,d);push(S,d);}
while (!StackEmpty(S)) {pop(S,d);EnQueue(Q,d);} }
第3章 栈和队列
教学要求：
1、掌握栈和队列的定义、特性，并能正确应用它们解决实 际问题；
用一组地址连续的存储单元依次存放从队头到队尾的元素， 设指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素的位置。
Q.rear 5 4 Q.rear 3 2 3 2 5 4 Q.rear 3 3 5 4 5 4
F E D C
C B A
Q.front
2 1 0
C B
Q.front 2 1 0
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。
数据结构中的栈与队列的应用场景
数据结构中的栈与队列的应用场景栈与队列是数据结构中常见的两种基本数据类型，它们在不同的应用场景中发挥着重要作用。
下面将分别介绍栈和队列的应用场景。
栈的应用场景：1. 编辑器的撤销操作：在编辑器中，撤销（undo）操作是一个常见需求。
撤销操作通常是按照用户操作的反序执行，因此可以使用栈来存储每一次的操作，当用户执行撤销操作时，从栈中弹出最近的操作并执行对应的反操作。
2. 后退按钮的实现：在浏览器中，后退按钮用于返回上一个访问的网页。
通过使用栈来存储用户的访问记录，每当用户访问一个新的页面时，将该页面的地址压入栈中。
当用户点击后退按钮时，从栈中弹出最近访问的页面地址并跳转到该页面。
3. 函数调用与返回：在程序中，函数的调用和返回通常遵循“后进先出”的原则，即后调用的函数先返回。
因此，可以使用栈来实现函数调用与返回的过程。
每当一个函数被调用时，将该函数的执行环境（包括参数、局部变量等）压入栈中；当函数执行完毕后，从栈中弹出该函数的执行环境，恢复上一个函数的执行。
队列的应用场景：1. 消息队列：在分布式系统和异步通信中，消息队列用于解耦发送方和接收方之间的耦合性。
发送方将消息发送到队列的末尾，接收方从队列的头部获取消息进行处理。
消息队列可以实现异步处理、削峰填谷等功能，常见的消息队列系统有RabbitMQ和Kafka等。
2. 操作系统中的进程调度：在操作系统中，进程调度用于控制多个进程的执行顺序。
常见的调度算法中，有使用队列来实现的先来先服务（FCFS）调度算法和轮转调度算法。
进程按照到达时间的顺序加入队列，在CPU空闲时，从队列的头部取出一个进程执行。
3. 打印队列：在打印机等资源共享环境中，通常会使用打印队列来管理多个打印请求。
每当用户提交一个打印请求时，将该请求加入打印队列的末尾，打印机从队列的头部取出请求进行打印。
这样可以保证每个用户的打印请求按照提交的顺序进行处理。
综上所述，栈和队列在不同的应用场景中发挥着重要作用。
《数据结构》应用题参考习题
《数据结构》应用题参考习题数据结构是计算机科学中的一门基础课程，它主要研究数据的组织、存储和管理方式，以及不同数据结构对算法执行效率的影响。
在实际应用中，数据结构起到了至关重要的作用。
本文将介绍一些《数据结构》的应用题，并给出相应的参考习题。
一、栈的应用题1. 符号匹配问题问题描述：给定一个字符串，在其中包含了一些圆括号"()"、方括号"[]"和花括号"{}"，判断字符中的括号是否匹配。
例题：判断字符串"{[()]()}"是否匹配。
解题思路：利用栈的先进后出特点，遍历字符串中的每个字符。
如果是左括号，则入栈；如果是右括号，则判断栈顶元素是否与之匹配。
参考习题：编写一个程序，实现括号匹配的功能，并输出匹配结果。
二、队列的应用题1. 循环队列的应用问题描述：设计一个循环队列，实现入队、出队等基本操作。
解题思路：利用数组实现循环队列，需要设置一个队头指针front和一个队尾指针rear。
入队操作时，将元素添加到rear位置；出队操作时，返回front位置元素，并将front后移。
参考习题：实现一个循环队列，并进行相关操作的测试。
三、链表的应用题1. 单链表反转问题描述：给定一个单链表，将其反转。
例题：将链表1->2->3->4->5反转为5->4->3->2->1。
解题思路：利用三个指针prev、cur和next，依次遍历链表，并修改指针指向实现链表的反转。
参考习题：编写一个程序，实现单链表反转，并输出反转后的链表。
四、树的应用题1. 二叉树的遍历问题描述：给定一个二叉树，实现它的前序遍历、中序遍历和后序遍历。
解题思路：分别使用递归和迭代的方式实现二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历。
参考习题：编写一个程序，实现二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历，并输出遍历结果。
五、图的应用题1. 图的最短路径问题描述：给定一个有向图，求两个顶点之间的最短路径。
栈和队列的应用
栈和队列的应用栈和队列是计算机科学中非常重要的数据结构，它们在各种应用中被广泛使用。
本文将探讨栈和队列的应用，并讨论它们在不同场景下的具体用途。
一、栈的应用1. 浏览器的前进后退功能在使用浏览器时，我们可以通过点击前进按钮或后退按钮来切换网页。
这种功能实际上是由一个栈来实现的。
当我们访问新的网页时，当前页面被推入栈中，当我们点击后退按钮时，栈顶的页面被弹出并显示在浏览器中。
2. 函数调用栈在编写程序时，函数的调用和返回也是通过栈来管理的。
每当一个函数被调用时，相关的信息（例如参数、返回地址等）会被推入栈中，当函数执行完毕后，这些信息会从栈中弹出，程序会回到函数调用的地方继续执行。
3. 括号匹配在编写编译器或表达式计算器时，需要检查括号是否正确匹配。
这个问题可以使用栈来解决。
遍历表达式时，遇到左括号将其推入栈中，遇到右括号时，若栈顶元素是对应的左括号，则将栈顶元素弹出，继续处理下一个字符；若栈为空或栈顶元素不是对应的左括号，则括号不匹配。
二、队列的应用1. 消息队列消息队列是一种在分布式系统中实现异步通信的机制。
它常用于解耦系统中的组件，例如，一个组件将消息发送到队列中，而另一个组件则从队列中接收消息并处理。
这种方式可以提高系统的可伸缩性和可靠性。
2. 打印队列在打印机系统中，多个任务需要按照先后顺序进行打印。
这时可以使用队列来管理打印任务的顺序。
每当一个任务到达时，将其加入到队列的末尾，打印机从队列的头部取出任务进行打印，直到队列为空。
3. 广度优先搜索广度优先搜索（BFS）是一种常用的图搜索算法，它使用队列来辅助实现。
在BFS中，首先将起始节点加入队列中，然后依次将与当前节点相邻且未访问过的节点入队，直到遍历完所有节点。
结论栈和队列作为常用的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。
本文只介绍了它们部分的应用场景，实际上它们还可以用于解决其他许多问题，如迷宫路径搜索、计算器计算等。
因此，了解和熟练运用栈和队列是程序员和计算机科学家的基本素养之一。
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。
栈的应用及特性
栈的应用及特性栈是计算机科学中一种非常重要的数据结构，具有广泛的应用和独特的特性。
下面将详细介绍栈的应用及特性。
一、栈的应用：1. 函数调用：在程序执行过程中，函数的调用和返回通常采用栈进行管理。
当一个函数被调用时，函数的参数和局部变量被压入栈中，函数执行完毕后，这些信息会被弹出栈恢复到调用函数的状态。
2. 表达式求值：在编程语言中，栈可用于表达式求值、中缀表达式转换为后缀表达式等相关操作。
通过利用栈的先进后出特性，可以方便地实现这些功能。
3. 递归算法：递归算法中的递归调用也可以通过栈来实现。
当算法需要递归调用时，将函数和相关变量的信息压入栈中，等到递归结束后，再从栈中弹出恢复状态。
4. 括号匹配：栈也常用于判断表达式中的括号是否匹配。
遍历表达式，遇到左括号时压入栈，遇到右括号时弹出栈顶元素，如果匹配则继续，不匹配则判定为括号不匹配。
5. 浏览器的前进后退：浏览器的前进后退功能可以使用栈实现。
每次浏览一个网页时，将该网页的URL压入栈中，点击后退按钮时，再从栈中弹出上一个URL，即可实现返回上一个网页的功能。
6. 撤销操作：在图形界面软件中，通常会有撤销操作。
使用栈可以将每一步操作的状态依次压入栈中，当用户需要撤销时，再从栈中弹出最近的状态，恢复到之前的操作状态。
二、栈的特性：1. 先进后出：栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，即最新添加的元素最先被访问或者删除。
这一特性使得栈能够方便地实现函数调用和返回等操作。
2. 只能操作栈顶元素：由于栈的特性，只能访问或者修改栈顶元素，无法直接访问或者修改栈中的其他元素。
需要先将栈顶元素弹出后，才能访问或者修改下一个栈顶元素。
3. 顺序存储结构：栈可以使用数组或者链表实现。
使用数组实现时，需要指定栈的最大容量，而使用链表实现时，没有容量限制。
4. 操作复杂度：栈的插入和删除操作只涉及栈顶元素，所以其操作复杂度为O(1)。
但是栈的搜索和访问操作需要从栈顶开始遍历，所以其操作复杂度为O(n)。
栈的应用实验报告
栈的应用实验报告导言：在计算机科学领域中，数据结构是一项非常重要的基础。
栈是一种常用的数据结构，它在算法设计和软件开发中具有广泛的应用。
本实验旨在探索栈的应用，并通过实际操作来加深对栈数据结构的理解。
实验目的：1. 了解栈的定义和基本操作。
2. 掌握栈在实际问题中的应用方法。
3. 培养问题分析和解决的能力。
实验步骤：1. 实现栈的基本操作：压入(push)和弹出(pop)。
2. 针对以下实际问题，设计并实现相应的栈应用。
一、括号匹配问题括号匹配问题是指在一个字符串中，括号的开闭配对是否正确。
例如，"{[()]}"是正确的括号匹配，而"{[(])}"则是错误的括号配对。
通过使用栈，我们可以很方便地解决这个问题。
算法步骤如下：1. 遍历字符串的每个字符。
2. 若字符是左括号，则将其压入栈中。
3. 若字符是右括号，则检查栈是否为空，若为空则配对错误；若非空，则弹出栈顶元素并检查是否与右括号匹配。
4. 遍历结束后，若栈为空，则括号匹配正确，否则匹配错误。
二、函数调用问题在计算机程序中，函数的调用和返回遵循"先进后出"的原则，即后调用的函数先返回。
栈提供了一种便捷的方式来管理函数调用和返回过程。
在实际的编程中，我们可以使用栈来存储函数的局部变量和返回地址等信息。
例如，以下是一个简单的函数调用示例：1. 函数A调用函数B。
2. 函数B在栈中保存局部变量和返回地址。
3. 函数B执行完毕后，从栈中弹出局部变量和返回地址，程序继续执行函数A。
三、逆波兰表达式求值问题逆波兰表达式是一种不使用括号来表示表达式的方法，而是通过运算符放置在操作数之后的方式来表示。
例如，表达式"2 3 +"等价于中缀表达式"2 + 3"。
利用栈，我们可以很方便地对逆波兰表达式进行求值。
算法步骤如下：1. 遍历逆波兰表达式的每个元素。
2. 若元素是操作数，则将其压入栈中。
数据结构 3.1栈和队列(顺序及链栈定义和应用)
假设从终端接受了这样两行字符： whli##ilr#e（s#*s) outcha@putchar(*s=#++)；
则实际有效的是下列两行： while (*s) putchar(*s++)；
例4：迷宫求解
通常用 “回溯 试探方 法”求 解
##########
# Q # $ $ $ #
#
# #$ $ $ # #
3.1 栈的类型定义
实例引进 考虑问题：一个死胡同，宽度只能够一辆车进 出，现有三辆汽车依次进入胡同停车，后A车 要离开，如何处理？ 用计算机模拟以上问题
小花车
小明家 小花家 能能家 点点家 强强家
小花车
点点车 强强车
基本概念
栈(STACK) ——一种限定性的 数据结构，限定只能在表的一端 进行插入和删除的线性表。
# $ $ # #
#
## ##
##
# #
##
# # #
#
## # ## # # #
#
Q #
##########
求迷宫路径算法的基本思想
若当前位置“可通”，则纳入路径，继续( 向东)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。
一 顺序栈
顺序栈存储的特点 顺序栈各个基本操作顺序实现 完整的顺序栈c语言程序 模拟停车场
一 顺序栈
存储特点
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
c语言中可用数组来实现顺序栈
设置栈顶指针Top
elem[arrmax]
a1 a2 a3 a4
Top
top的值
elem[arrmax]
栈和队列的应用场景
栈和队列的应用场景栈和队列是数据结构中常见的两种基本数据结构，它们在实际生活和计算机领域中有着广泛的应用场景。
本文将从实际应用的角度出发，介绍栈和队列在不同场景下的具体应用。
### 一、栈的应用场景#### 1.1 浏览器的后退和前进功能在浏览器中，当我们访问一个网页时，浏览器会将该网页的 URL 存储在一个栈中。
当我们点击后退按钮时，浏览器会从栈顶取出上一个网页的 URL，实现后退功能；当我们点击前进按钮时，浏览器会从栈中取出下一个网页的 URL，实现前进功能。
#### 1.2 括号匹配在编程中，栈常用于检查表达式中的括号是否匹配。
当遇到左括号时，将其入栈；当遇到右括号时，将栈顶元素出栈并与右括号进行匹配。
如果匹配成功，则继续；如果匹配失败，则表达式中存在不匹配的括号。
#### 1.3 撤销操作在文本编辑器或图像处理软件中，撤销操作通常使用栈来实现。
每次编辑操作都会将编辑内容存储在栈中，当用户点击撤销按钮时，软件会从栈中取出上一个编辑操作，实现撤销功能。
### 二、队列的应用场景#### 2.1 系统任务调度在操作系统中，队列常用于实现任务调度。
操作系统会将需要执行的任务按照先来先服务的原则排入队列，然后逐个执行。
这种方式可以保证任务的顺序性和公平性。
#### 2.2 打印队列在打印机中，打印任务通常按照先后顺序排入打印队列中，然后依次执行。
这样可以避免多个打印任务同时请求打印，导致打印机发生冲突。
#### 2.3 消息队列在分布式系统中，消息队列被广泛应用于解耦和异步处理。
生产者将消息发送到队列中，消费者从队列中取出消息并进行处理，实现了生产者和消费者之间的解耦。
### 三、栈和队列的综合应用场景#### 3.1 模拟计算器在计算器的设计中，可以使用栈来实现表达式的计算。
将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈来计算后缀表达式的值，实现计算器的功能。
#### 3.2 资源分配在操作系统中，可以使用队列来实现资源的分配。
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。
栈的应用实验报告
栈的应用实验报告栈的应用实验报告引言：栈是一种常见的数据结构，它具有后进先出（Last In First Out，LIFO）的特点。
在计算机科学中，栈被广泛应用于各种领域，如编译器、操作系统、图形处理等。
本实验旨在通过实际应用场景，探索栈的应用。
一、栈的基本概念和操作栈是一种线性数据结构，它由一系列元素组成，每个元素都有一个前驱元素和一个后继元素。
栈的基本操作包括入栈（Push）和出栈（Pop）。
入栈将元素添加到栈的顶部，而出栈则将栈顶元素移除。
此外，栈还具有查看栈顶元素（Top）和判断栈是否为空（IsEmpty）的操作。
二、栈在表达式求值中的应用栈在表达式求值中发挥着重要作用。
例如，当我们需要计算一个数学表达式时，可以通过将表达式转换为后缀表达式，并利用栈来进行求值。
栈中存储操作数，当遇到运算符时，从栈中弹出相应数量的操作数进行计算，再将结果入栈。
通过这种方式，我们可以实现高效的表达式求值。
三、栈在函数调用中的应用栈在函数调用中也扮演着重要角色。
当我们调用一个函数时，计算机会将函数的返回地址、参数和局部变量等信息存储在栈中。
这样，当函数执行完毕后，可以从栈中恢复之前的上下文，继续执行调用函数的代码。
栈的这种特性使得递归函数的实现成为可能，同时也为程序的模块化提供了便利。
四、栈在迷宫求解中的应用栈在迷宫求解中也能发挥重要作用。
当我们需要找到从起点到终点的路径时，可以利用栈来存储当前路径上的位置。
从起点开始，我们按照某种策略选择下一个位置，并将其入栈。
如果当前位置无法继续前进，则将其出栈，并选择下一个位置。
通过不断重复这个过程，直到找到终点或者栈为空，我们就能得到迷宫的解。
五、栈在撤销和恢复操作中的应用栈在撤销和恢复操作中也能发挥重要作用。
当我们在编辑文档或者绘图时，经常需要进行撤销和恢复操作。
栈可以用来记录每次操作的状态，当用户选择撤销时，从栈中弹出最近的操作，并将文档或图形恢复到之前的状态。
通过这种方式，我们可以提供良好的用户体验，同时也方便用户进行操作的回溯。
栈的应用实验报告
栈的应用实验报告实验目的：1.了解栈结构及其应用；2.通过实验加深对栈的理解；3.掌握栈的基本操作。
实验内容：1.实现栈的基本功能，包括入栈、出栈、获取栈顶元素、判断栈是否为空等；2.实现一些特殊功能，如：计算表达式的值、判断括号是否匹配等；3.应用栈实现前缀、中缀、后缀表达式之间的转换。
实验步骤：1.首先实现栈的基本功能，根据题目需求选择相应的数据结构，如：数组、链表等，我选择了数组。
定义栈的数据结构，包括：栈顶指针、栈的大小、栈中元素的个数等信息；2.实现入栈操作，即向栈中添加元素；3.实现出栈操作，从栈中取出元素；4.实现获取栈顶元素的操作，即查看栈顶元素，但不从栈中删除；5.实现判断栈是否为空的操作；6.实现计算表达式的值的操作。
7.实现括号匹配判断操作。
8.应用栈实现前缀、中缀、后缀表达式之间的转换。
实验结果：1.通过实验，我能够熟练掌握栈的基本操作，如入栈、出栈、获取栈顶元素、判断栈是否为空等。
2.通过对表达式的求值，我能够了解栈在计算机科学中的重要应用，能够解决表达式中优先级问题。
3.通过对括号匹配的判断，我能够更好地理解栈的后进先出的特性。
4.应用栈实现前缀、中缀、后缀表达式之间的转换，我能够更好地理解这三种表达式的区别，以及更好地理解栈的应用。
结论：通过这次实验，我对栈的理解更深入了。
栈是一种非常重要的数据结构，在计算机领域有着广泛的应用，如编译器、表达式计算、括号匹配等。
因此，掌握和熟练应用栈是非常有必要的。
希望以后在学习计算机相关知识的时候，能够多加使用和练习栈的相关操作。
《栈的应用》课件
探索栈的丰富应用，学习如何解决各种有趣的问题。
简介
1 什么是栈
栈是一种特殊的数据结构，遵循先进后出的原则。
2 栈的特点
只能从栈顶插入、删除元素，栈底是最后插入的元素，最先被删除。
3 栈的实现方式
可以使用数组或链表实现栈。
栈的应用场景
括号匹配问题
利用栈解决由括号组成的表达式 中的括号是否匹配的问题。
使用栈的push()和pop()方法实现括号匹配。
进制转换
1
什么是进制转换
将数字从十进制转换为其他进制。
2
如何利用栈解决问题
将十进制数字除以要转换的进制，将余数压入栈中，然后将商继续除以进制，直 到其为0。
3
实现代码示例
使用栈的push()和pop()方法实现十进制数字转换为其他进制。
中缀表达式转后缀表达式
什么是中缀表达式
每个运算符都在两个操作数之间。
如何利用栈解决问题
遍历中缀表达式，遇到数字则输出，遇到运算 符则与栈顶运算符比较优先级，将符合要求的 运算符输出。
什么是后缀表达式
每个运算符都在两个操作数之后。
实现代码示例
使用栈和一个输出序列实现中缀表达式转后缀 表达式。
汉诺塔问题
什么是汉诺塔
如何利用栈解决问题
三根柱子上放置不同大小的盘子， 一个一个地将盘子从一个柱子移 到另一个柱子。
建立一个栈表示某一个盘子在哪 个柱子上，用三个栈模拟三个柱 子。
实现代码ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ例
使用栈和递归实现汉诺塔问题。
总结
栈的应用总结
栈不仅仅是一种数据结构，还是各种算法和问题的 有效解决方案。
感谢观看！
学习建议
数据结构与算法--栈的应用（进制转换、括号匹配）
数据结构与算法--栈的应⽤（进制转换、括号匹配）栈的应⽤ps：⽤栈很简单实现的应⽤有很多，⽐如说进制转换，括号匹配等。
学计算机的都知道，2进制，8进制，10进制，16进制等，进制之间的转换也是需要掌握的，以备不时之需，所以我们可以⾃⼰写⼀段程序如果会android的话，可以直接打包成APK。
下⾯就按照这两个应⽤稍微写⼀点C语⾔的代码。
进制转换括号匹配1：进制转换 想要⾃⼰做⼀个进制转换的⼯具，⾸先我们要知道如何实现进制之间的转换，我们平常⽤的都是10进制，如果想要转成8进制怎么办，按照⽅法，如图可以看到，N是我们输⼊的10进制数，除以8，余数保留在栈中，得到的168接着与8整除运算，直到N div 8 等于0，最后把栈中数据取出即可，正好⽤到了栈的规则，先进后出的特性。
1.1：定义栈结构体typedef struct zhan{int data;struct zhan *next;}zhan,*ZhanL;1.2：初始化栈/*** 初始化栈* */ZhanL initZhan(){ZhanL L =(ZhanL)malloc(sizeof(zhan));L->next=NULL;return L;}1.3进栈出栈操作在pop⽅法中，把L赋给s，主要是出栈后，把空余的栈位释放掉，push⽅法⽤到了尾插法。
/*** 进栈操作* */int push(ZhanL &L,int data){//创建⼀个新的结点ZhanL p=(ZhanL)malloc(sizeof(zhan));p->data=data;p->next = L;L = p;return0;}int pop(ZhanL &L){if(L->next){ZhanL s=L;//释放空间⽤printf("%d ",s->data);L = L->next;if(L->next){// printf("栈顶%d \n",L->data);} else{printf("栈空\n");}free(s);}return0;}1.4：转换⽅法/*** 转换⽅法* */int zhuanhuan(ZhanL &L,int data,int jz){while (data){push(L,data%jz);data = data/jz;}while (L){pop(L);}return0;}1.5：使⽤int main(){ZhanL L;L=initZhan();printf("请输⼊⼀个⼗进制数");int data,jz;scanf("%d",&data);printf("请输⼊转换的进制");scanf("%d",&jz);zhuanhuan(L,data,jz);return0;}结果图：2：括号匹配什么是括号匹配？在编写代码的时候，经常会⽤到两种括号：圆括号 “()” 和⼤括号 “{}” 。
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);
计算机数据结构知识点梳理 栈的基本概念及应用
2、进栈和出栈是栈的最基本操作，要能灵活运用后进先出原则解决实际问题。其中， 经典选择题的题型是考查出栈顺序的可能性，用排除法很容易解决此类问题。
另外，对于顺序存储结构的栈还需注意： （1）进栈时要判断栈是否满； （2）出栈时要判断栈是否空。
[题1] 设n个元素进栈序列是p1，p2，p3，…，pn，其输出序列是1,2,3，…，n，若 pn=1，则pi（1≤i≤n-1）的值是( )。
A.可能是2 B.一定是2 C.不可能是2 D.不可能是3
分析：当p3=1时，进栈序列是p1，p2，p3，…，pn，由输出序列可知，p1，p2，p3 都进栈，出栈p3，此后紧跟着出栈的一个元素是2，而p1不可能紧跟着p3出栈， 因为栈中前面有p2，因此p1不可能是2。
解答：C。
知识点3：栈的基本概念及应用
1、栈是运算受限（限制在表的一端进行插入和删除）的线性表，允许插入、删除的这一 端称为栈顶，另一个固定端称为栈底。栈是一种先进后出的线性结构。
一串数据依次通过一个栈，并不能保证出栈数据的次序总是倒置，可以产生多种出栈 序列。一串数据通过一个栈后的次序由每个数据之间的进栈、出栈操作序列决定，只 有当所有数据“全部进栈后再全部出栈”才能使数据倒置。事实上，存在一种操作序 列——“进栈、出栈、进栈、出栈……”——可以使数据通过栈后仍然保持次序不变。
A.n-i+1
B.n-i
C.i
D.有多种可能
分析：本题主要考查栈的先进后出的特性。当pn=1时，进栈序列是p1，p2， p3，…，1，由输出序列可知，p1，p2，p3，…，pn进栈，然后依次出栈，即pn1=2，pn-2=3，…，p1=n，也就是说pi是p1，p2，p3，…，pn，其输出序列是1,2,3，…，n，若 p3=1，则p1（1≤i≤n-1）的值是（ ）。
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case '@': ClearStack(S); break; default : Push(S, ch); break; } ch = getchar(); // 接收本行下一个字符 }
将从栈In底itS到t栈ac顶k(的S2字);符. /传/辅送助至栈S调2用过程的数据区； while(!EmptyStack(S)){ //从S栈出来，进入S2
把N与8求余得到的八进制数压入栈S；N更 新为N与8的商。
3.当栈S非空时，循环执行以下操作： 弹出栈顶元素e，然后输出e。
void conversion () { InitStack(S); scanf ("%d",&N); while (N) { Push(S, N % 8); N = N/8; } while (!StackEmpty(S)) { Pop(S,e); printf ( "%d", e ); }
行编辑程序
出现的问题
每接受一个字符立即存入存储器吗？ NO
合理的做法
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。
入栈
出栈
用户输入
缓存区
（用栈模拟）
用户数据区
假设从终端接受了这样两行字符： whli##ilr#e（s#*s) outcha@putchar(*s=#++);
三种表达式的特点
操作数之间的相对次序不变； 运算符的相对次序可能不同； 中缀式必须有括号信息，否则运算顺序改变； 前缀式：无括号；连续出现的两个操作数和在它 们之前出现且紧靠它们的运算符构成了一个最小 表达式； 后缀式：无括号；运算符的排列顺序就是计算顺 序，每个运算符加上在它之前且紧靠它的两个操 作数构成了一个最小表达式。
case ‘]’: { if( !StackEmpty(S)&&GetTop(S) ==‘[‘) {Pop(S,e); } else {state = 0;} break;
} ch=getchar(); } if (StackEmpty(S)&&state)
return OK; else
return ERROR; }
void LineEdit(){ InitStack(S); //缓存栈S ch=getchar(); while (ch != EOF) { //EOF为全文结束符 while (ch != EOF && ch != '\n') { switch (ch) { case '#' : Pop(S, c); break;
可以P借o助p(S另,e一); 个辅助栈来完成
Push(S2,e); } while(!EmptyStack(S2)){
Pop(S2,e); 将e写入用户数据区 } ClearStack(S); ClearStack(S2); if (ch != EOF) ch = getchar(); //读取下一行字符 } DestroyStack(S); DestroyStack(S2);
} // conversion
余数入栈 余数出栈
括号匹配
括号匹配问题
1.括号匹配
{ [ ( ) ] }, ( ( ) { } ), ( )
2.括号不匹配 [ ( ] ), ( [ ( ) ), ( ( ) ] )
检验括号匹配的方法：“期待的急迫程度”
检查括号匹配算法的设计思想
设一栈； 遇到左括号则入栈； 遇到右括号时，若栈空，则不匹配(右括
则实际有效的是下列两行： while (*s) putchar(*s++);
行编辑程序算法的设计思想
设一栈（输入缓冲区）； 读入的字符为退格符，则删除栈顶字符； 读入的字符为退行符，则清空栈； 否则，读入的字符入栈。 每处理完一行字符，将栈底到栈顶的字符
存入存储器，清空栈，开始进行下一行的 字符处理，直到文件结束。
的优先级时，则取出栈S2的栈顶和次栈顶的两个元素以及
栈S1的栈顶运算符，进行相应的运算，并将结果放入栈S2
中；
如此下去，直至ch的优先级高于S1栈顶运算符的优先级， 将ch入S1栈。
OperandType EvaluateExpression( ) { InitStack(S1); Push(S1, #); InitStack(S2); c=getchar(); while (c!=‘#’||GetTop(S1)!=‘#’) { if (!In(c, OP)) {Push(S2,c) ;c=getchar();}
（算术）表达式求值
算术表达式的组成
常量、变量、 函数、表达式
操作数（运算对象或运算量）
运算符
单目、双 目
以+、-、*、/四种运算为例
界限符（如圆括号，作用是改变运算次序）
算术表达式的分类
根据运算符在表达式中的不同位置
中缀表达式 后缀表达式 前缀表达式
例：表达式3 * ( 5 – 2 )
3*(5–2) 352-* *3–52
中缀表达式求值
设置两个工作栈：运算符栈S1和操作数栈S2。S2也放表达 式的运算结果。
算法思想
1 、首先置操作数栈S2为空栈，置运算符栈S1的栈底为表达 式的起始符 # (优先级最低)。
2 、依次读入表达式中的每个字符ch，直至表达式结束：
若ch是操作数,则进S2栈；
若ch是运算符，若其优先级不高于S1栈顶运算符
第三章 栈的应用
数制转换
算法基于原理 “除基取余法”
除以基数取余数，逆序排列。
例如：（1348)10 = (2504)8 ， 其运算过程如下：
N N div 8
计 1348 168
算 顺 序
168 21
21 2
2
0
N mo序
2
进制转换算法思想
1.初始化一个空栈S； 2.当十进制数N非零时，循环执行以下操作：
号太多)，否则，如果栈顶元素与该右括 号匹配，则出栈，否则不匹配(括号不配 对)。 输入结束后，若栈为空，则匹配，否则 不匹配(左括号太多)。
Status Matching(){ int state = 1; InitStack(S); ch=getchar(); while (ch!=‘#’ && state) { switch(ch) { case ‘(‘||’[’:{Push(S, ch); break;} case ‘)’: { if(!StackEmpty(S)&&GetTop(S)==‘(‘) {Pop(S,e); } else {state = 0;} break; }