数据结构之栈和队列-阿里云开发者社区

数据结构之栈和队列

2017-11-15 1291

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简介：

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一、栈和队列定义

1)、栈

定义:

栈（Stack）是一个后进先出（Last in first out,LIFO）的线性表，它要求只在表尾进行删除和插入操作。

图如下：

特点：

一、栈特殊的线性表（顺序表、链表），它在操作上有一些特殊的要求和限制：栈的元素必须“后进先出”。

三、栈的表尾称为栈的栈顶（top），相应的表头称为栈底（bottom）

二、栈的操作只能在这个线性表的表尾进行。

2)、队列

定义：

队列是限定只能在表的一端进行插入，在表的另一端进行删除的特殊的线性表。

图如下：

特点：

一、队列是先进先出（FIFO, First-In-First-Out）的线性表。

二、队列只允许在后端（称为rear）进行插入操作，在前端（称为front）进行删除操作。

区别:

一、在于队列只允许新数据在后端进行添加。

二、栈先进后出，队列先进后出。

实践应用中怎样选取存储结构呢？

从数据的读入读出的顺序(先进后出，先进后出)来选。

二、代码演示

以判断是否为回文为例:

回文如：abcba是回文（对称的字符串），abcde不是回文

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#define STACK_INIT_SIZE 100

#define STACKINCREMENT  10

#define TRUE    1

#define FALSE   0

#define OK  0

#define OVERFLOW    -1

#define ERROR   -2
typedef char ElemType;

typedef int Status;
typedef struct{
ElemType    *base;
ElemType   *top;

int  stacksize;

}SqStack;//定义栈节点类型
typedef struct QNode{
ElemType    data;
struct QNode *next;

}QNode, *QueuePtr;//定义节点类型

typedef struct{//定义队列节点类型
QueuePtr front;
QueuePtr rear;
}LinkQueue;
Status InitStack(SqStack &S){
S.base = (ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(ElemType));

if(!S.base) exit(OVERFLOW);
S.top = S.base;
S.stacksize = STACK_INIT_SIZE;

return OK;
}

Status Push(SqStack &S, ElemType e){//写入栈

if((S.top - S.base) >= S.stacksize){
S.base = (ElemType*)realloc(S.base, (STACK_INIT_SIZE + STACKINCREMENT) * sizeof(ElemType));

if(!S.base) exit(OVERFLOW);
S.top = S.base + S.stacksize;
S.stacksize += STACKINCREMENT;
}
*(S.top++) = e;

return OK;
}

Status Pop(SqStack &S, ElemType &e){//top导出栈

if(S.top == S.base) return ERROR;
e = *(--S.top);

return OK;
}

int StackEmpty(SqStack S){//判断栈是否为空，空时，栈底元素等于栈顶元素

if(S.top == S.base) return TRUE;

return FALSE;
}
//以下是队列
Status InitQueue(LinkQueue &Q){
Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));

if(!Q.front)    exit(OVERFLOW);
Q.front->next = NULL;

return OK;
}

Status EnQueue(LinkQueue &Q, ElemType e){//写入队列
QueuePtr p;
p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));

if(!p)  exit(OVERFLOW);
p->data = e;
p->next = NULL;
Q.rear->next = p;
Q.rear = p;

return OK;
}

Status DeQueue(LinkQueue &Q, ElemType &e){//出队列
QueuePtr p;

if(Q.front == Q.rear)   return ERROR;
p = Q.front->next;
e = p->data;
//printf("%c\n", e);
Q.front->next = p->next;

if(Q.rear == p) Q.rear = Q.front;
free(p);

return OK;
}

int QueueEmpty(LinkQueue Q){

if(Q.front == Q.rear)   return TRUE;

return FALSE;
}

void main(){

char *p = new char;//new char会自动分配内存空间，在一定程度上比p=str好;(char str[10]; )，输入的字符理论是无穷多个

char *str = new char;

int flag = 1;
ElemType e1, e2;
LinkQueue q;
InitQueue(q);
SqStack s;
InitStack(s);

printf("输入一段字符串\n");

scanf("%s", p);
str = p;

printf("\n进行进栈,进队列操作\n");

while(*p){
Push(s, *p);
EnQueue(q, *p);

printf("压入的是%c\n", *p);
p++;
}

printf("\n判断是否回文\n");

while(!StackEmpty(s)){
Pop(s, e1);
DeQueue(q, e2);

printf("栈值:%c, 队列值:%c\n", e1, e2);//

if(e1 != e2){

flag = 0;

break;
}
}

if (flag == 1)

printf("%s是回文\n", str);

else printf("%s不是回文\n", str);
}

三、知识点回顾

栈和队列定义，栈和队列的特点，区别；

四、课外扩展

• 堆栈的应用---数制转换

• 堆栈的应用---括号匹配的检验

• 堆栈的应用---行编辑程

• 堆栈的应用---迷宫问题

• 堆栈的应用---表达式求值

• 堆栈的应用---递归调用

本文转自lilin9105 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/7071976/1206946，如需转载请自行联系原作者