栈和队列详解(一)

简介: 栈和队列详解

1.栈


1.1栈的概念和结构


栈:特殊的线性表,只允许在固定的一端进行插入和删除数据。

进行数据插入和删除的一端称作栈顶,另一端称作栈底。


压栈:栈的插入操作称作压栈,压入栈的数据在栈顶

出栈:栈的删除操作称作出栈,出栈的数据也在栈顶


栈中数据遵守后进先出原则


压栈


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出栈


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1.2栈的实现


栈的实现有两个选择数组,链表

二者相比,数组实现栈更好些,根据栈的特点,在尾部插入数据的情况下,数组更方便。


数组实现栈


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链表实现栈


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这里采取数组的结构来实现栈


定义结构体和类型


typedef int SKdatatype;
typedef struct Stack
{
  SKdatatype* a;
  int top;//记录栈中元素的个数
  int capacity;//栈的容量
}SK;


初始化栈


//初始化栈
void SKinit(SK* ps);
void SKinit(SK* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = NULL;
  ps->top = ps->capacity = 0;
}

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销毁栈


//销毁栈
void SKdestory(SK* ps);
void SKdestory(SK* ps)
{
  assert(ps);
  ps->capacity = ps->top = 0;
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
}


数据压栈


//压栈
void SKpush(SK* ps, SKdatatype x);
void SKpush(SK* ps, SKdatatype x)
{
  assert(ps);
  //检查容量
  if (ps->capacity == ps->top)
  {
  int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
  SK* tmp = (SK*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(SK));
  if (tmp == NULL)
  {
    perror("realloc fail");
    exit(-1);
  }
  ps->capacity = newcapacity;
  ps->a = tmp;
  }
  ps->a[ps->top] = x;
  ps->top++;
}


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压入两个数据进栈,监视如下


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栈顶ps->top此时是2,说明栈中已经有两个数据。


数据出栈


//出栈
void SKpop(SK* ps);
void SKpop(SK* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!SKempty(ps));
  ps->top--;
}


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数组中删除元素,不需要清除元素


将栈顶的数据出栈,监视如下


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栈顶ps->top此时是1,从上面可知,栈顶的数据已经出栈,栈中还有一个数据。


获得栈顶元素


//获得栈顶元素
SKdatatype SKtop(SK* ps);
SKdatatype SKtop(SK* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!SKempty(ps));
  return ps->a[ps->top - 1];
}

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检查栈是否为空


//检查是否是空栈
bool SKempty(SK* ps);
bool SKempty(SK* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}


计算栈中的数据个数


//计算栈中数据的个数
int SKsize(SK* ps);
int SKsize(SK* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}


2.队列


2.1队列的概念及结构


队列:只允许在一端进行插入数据操作,另一端进行删除数据操作的特殊线性表

队列遵守先进先出原则

队尾:进行插入数据操作的一端

队头:进行删除数据操作的一端


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