数据结构之栈和队列PPT课件

即对于输入序列1，2，3，不存在输出序列3，1，2
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❖2.2 栈的相关概念 ❖ 栈的特点是在线性表的固定端（如图4.2所示的
top端）进行操作，将进行操作的一端称为栈顶， 用top表示；另一端称为栈底，用bottom表示。 ❖ 栈的常用操作包括建立栈、元素进入栈（入栈）、 元素退出栈（出栈）、取栈顶元素等。
“进”＝插入=压入=PUSH（an+1) “出”＝删除=弹出=POP(an)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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高地址 低地址
顺序栈S an+1 an …… ai …… a2 a1
栈顶top
栈底base 栈不存在的条件： base=NULL; 栈为空 的条件 ： base=top; 栈满的条件 ： top-base=MAXLEN;
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图4.2 栈示意图
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顺序栈的入栈操作——例如用堆栈存放（A，B，C，D）
高地址M 低地址L
top A
top
top C
B top
B
A
A
top D
C B A
核心语句： top=L;
Push (A); Push (B); Push (C); Push (D);
顺序栈入栈函数PUSH（）
status Push(ElemType e) { if(top>M){上溢}
栈和队列
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Contents
实例引入 栈的相关概念 用数组实现顺序栈及操作 用类实现链式栈及相应操作 队列的相关概述 用数组实现顺序队列及相关操作 用类实现链队列及相应操作
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❖ 【内容简介】 ❖ 本章通过实例引入栈和队列的概念，理解栈的
“后进先出”和队列的“先进先出”的特点，掌 握栈和队列在顺序存储和链式存储结构的特点以 及相应的运算，以及栈和队列的实例应用。
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问题3： 为什么要设计堆栈？ 它有什么独特用途？
1. 调用函数或子程序非它莫属(用于保 护现场和恢复现场)；
2. 递归运算的有力工具；
下面用3个例子来帮助理解堆栈：
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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：
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❖ 【知识要点】 ❖ 栈和队列的相关概念； ❖ 栈的“后进先出”、队列的“先进先出”的结构
特点； ❖ 栈在顺序存储结构、链式存储结构下的特点及相
应算法实现； ❖ 队列在顺序存储结构、链式存储结构下的特点及
相应算法实现； ❖ 实例应用。
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第一节
1.实例引入
❖【学习任务】 通过工程实例引入，重点理解栈 的“后进先出”和队列的“先进先出”的操作 特点。
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栈 是仅在表尾进行插入、删除操作的线性表。 表尾(即 an 端)称为栈顶 /top ; 表头(即 a1 端)称为栈底/base
例如： 栈 S= (a1 , a2 , a3 , ……….,an-1 , an )
a1称为栈底元素 强调：插入和删除都只能在表的一端（栈
顶）进行！
想一想：要从栈中取出a1， 应当如何操作？
思考：有无通用的判别原则？
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❖例3：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
Ｂ）c，d，a，b
❖Ｃ）b，c，d，a
Ｄ）a，c，d，b
答： A）、D）可以， B）、C）不行。
讨论：有无通用的判别原则？
有！若输入序列 …,Pj…Pk…Pi …(Pj<Pk<Pi)， 一定不存在这样的输出序列 …,Pi…Pj…Pk …
① 1入1出， 2入2出，3入3出， 即1、2、3； ② 1入1出， 2、3入，3、2出， 即1、3、2； ③ 1、2入，2出， 3入3出， 即2、3、1； ④ 1、2入，2、1出，3入3出， 即2、1、3； ⑤ 1、2、3入，3、2、1出， 即3、2、1； 合计有5种可能性。
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例2：一个栈的输入序列是12345，若在入栈的 过程中允许出栈，则栈的输出序列43512可能实 现吗？12345的输出呢？ 答： 43512不可能实现，主要是其中的12顺序不能实现； 12345的输出可以实现，每压入一数便立即弹出即。
an称为栈顶元素
插入元素到栈顶的操作， 称为入栈。 从栈顶删除最后一个元素 的操作，称为出栈。
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❖3.1 栈（stack）
▪ 栈的定义和特点
• 定义：限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表， 表尾—栈顶，表头—栈底，不含元素的空表称空栈
• 特点：先进后出（FILO）或后进先出（LIFO）
进栈
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自
一
古
条
华 山
道
图4.1 华山道路的一段
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第二节
❖ 2.栈的相关概述 ❖ 掌握栈的定义及相关概念，熟悉栈的操作顺序及
元素进出栈的顺序，了解栈的存储结构。
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❖2.1 栈的定义 ❖ 栈是一种特殊的线性表，其全部操作都被限制在
表的固定一端进行，而且构成栈的元素必须是同 一数据类型。 ❖ 例如，对于【例4.1】，假设有10名游客组成的一 个旅游团，其上山的顺序为游客1、游客2、游客 3、……、游客10，由于某种原因，这10位游客 不想上山了，其下山顺序为游客10、……、游客 3、游客2、游客1，如图4.2所示，该过程和数据 结构中栈的操作一致，其入栈对应上山顺序，其 出栈对应下山顺序，满足“后进先出”的顺序。
栈顶
an
a2
栈底
a1
... ……...
出栈 栈s=(a1,a2,……,an) LOGO
问题1：堆栈是什么？它与一般线性表有什么
不堆同栈？是一种特殊的线性表，它只能在表的一端（即
栈顶）进行插入和删除运算。
一般线性表 逻辑结构：1:1 存储结构：顺序表、链表 运算规则：随机存取
堆栈 逻辑结构： 1:1 存储结构：顺序栈、链栈 运算规则：后进先出LIFO
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❖ 实例：自古华山一条道。 ❖ 图4.1所示为华山上山的一段石路。自古华山一条
道，假设道路只能允许一个人通过，那么，游客 在登山游览的过程中，只能顺着石路一个接着一 个上山，先登山的游客先到达目的地。这就类似 于数据结构中的队列，满足“先进先出”的原则。 如果在登山的过程中，由于某种原因，有一部分 游客不想上山了，在返回的过程中，必须按照后 上山的游客先下山，先上山的游客后下山的原则 返回。这类似于数据结构中的栈，满足“后进先 出”的原则。