【数据结构】栈与队列经典选择题

简介: 【数据结构】栈与队列经典选择题

前言:


 在前面的学习中外面学习了栈与队列。但是似乎对于栈与队列的理解却很潜,今天通过这些选择题和oj题来加深认识。


例题1:


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答案:C

在这里我们要先弄清楚栈的实现方法:


 顺序表和链表都可以用来实现栈,不过一般都使用顺序表,因为栈相当于是阉割版的顺序表,只用到了顺序表的尾插和尾删操作,顺序表的尾插和尾删不需要搬移元素效率非常高,故一般都是使用顺序表实现。

 当然,我们也可以通过链表的头插和头删来实现栈,头插与头删也正好满足了栈的“先进后出“的性质。

 此时,链表的优点就出来了,每次入栈相当于链表中头插一个节点,没有扩容一说。


例题2:


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答案:A B


A错误:栈是尾部插入和删除,一般使用顺序表实现,队列是头部删除尾部插入,一般使用链表实现


B错误:栈是后进先出,尾部插入和删除;队列是先进先出,尾部插入头部删除


C正确:栈只能访问栈顶元素,不支持随机访问,队列也不支持


D正确:栈和队列的特性


例题3:


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 既然栈两种线性表示都能实现,队列呢?队列的链表实现我们已经实现了,现在我们来看看用顺序表实现队列:

循环队列


因为队列长度有限,所以我们要及时的判断什么时候队列满了。那么怎么判断队列是否满了呢?

如果我们通过队尾和队顶是否相等来判断是否填满就会发现,在队列空的时候,队尾也等于对队顶。所以我们不能通过这种方法来判断:


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那么我们该如何解决呢?

方法1:


加一个size来计数


方法2:

多添加一个位置:


空的情况:


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满的情况:


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下面我们就以方法2来实现代码:


typedef struct 
{
    int *a;
    int front;
    int rear;
    int k;
} MyCircularQueue;
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) 
{
    MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    obj->k=k;
    obj->front=obj->rear=0;
    return obj;
}
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) 
{
    return obj->rear==obj->front;
}
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) 
{
    return (obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front;
}
//入队
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) 
{
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
        obj->a[obj->rear++]=value;
        obj->rear%=(obj->k+1);
        return true;
}
//出队
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
        ++obj->front;
        obj->front%=(obj->k+1);
        return true;
}
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
        return obj->a[obj->front];
}
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
        return obj->a[(obj->rear-1+obj->k+1)%(obj->k+1)];
}
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) 
{
    free(obj->a);
    free(obj);
}



这里我们只要关注这几点,其他的都很好实现:


空的情况:


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满的情况:


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 在这里我们学到了如何在数组里建立循环!那就是通过mod数组的长度,就可以使数组循环起来!


找队尾:


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 尾部其实就是rear的后面一个元素,即rear-1,但是当rear等于0的时候,-1就会导致越界。对一个正数加a模a,得到的值不变。对于rear=0的时候进行这个操作就会避免越界的情况。


做完这一题,我们再来看看与这题相关的选择题:


例题4:


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标准答案:C


队列适合使用链表实现,使用顺序结构(即固定的连续空间)实现时会出现假溢出的问题,因此大佬们设计出了循环队列,循环队列就是为了解决顺序结构实现队列假溢出问题的


A错误:循环队列的长度都是固定的


B错误:队头和队尾在同一个位置时 队列可能是空的,也可能是满的,因此无法判断


C正确:设置计数即添加一个字段来记录队列中有效元素的个数,如果队列中有效元素个数等于空间总大小时队列满,如果队列中有效元素个数为0时队列空


D错误:循环队列也是队列的一种,是一种特殊的线性数据结构


例题5:


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正确答案:B


有效长度一般是rear-front, 但是循环队列中rear有可能小于front,减完之后可能是负数,所以需要+N,此时结果刚好是队列中有效元素个数,但如果rear大于front,减完之后就是有效元素个数了,再加N后有效长度会超过N,故需要%N。

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