栈和队列的表示及实现

简介: 栈和队列的表示及实现

@TOC

栈的相关概念

  • 栈(stack)是一个特殊的线性表,是限定在仅在一端进行插入和删除操作的线性表,
  • 又称==后进先出==(Last In First Out)的线性表,简称==LIFO==结构。
  • 表尾称为栈顶(Top);标头称为栈底(Base),
  • 插入元素到栈顶(即表尾)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
一般线性表
逻辑结构:一对一 逻辑结构:一对一
存储结构:顺序表、链表 存储结构:顺序表、链表
运算规则:随机存取 运算规则:后进先出(LIFO)

顺序栈的表示及实现

栈的抽象数据类型的类型定义

ADT Stack {
    数据对象:
    D={ai,i=1,2,3,...}
    数据关系:
    R1 = {<ai-1,ai>}
    约定an端为栈顶,a1端为栈底。
    基本操作
}ADT Stack

顺序栈的表示

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。栈底一般在低地址端。

#define MAXSIZE 100
typedef struct {
    SElenType *base;  //栈底指针
    SElenType *top;   //栈底指针
    int stacksize;    //栈可用最大容量
}SqStack;

顺序表的基本操作

顺序栈的初始化

//构造一个空栈
Status InitStack(SqStack & S) {
    S.base = new SElemType[MAXSIZE];
    //S.base = (SElemType*)malloc(MAXSIZE*sizeof(SElemType));
    if(!S.base) return ERROR;  //存储分配失败
    S.top = S.base;    //栈顶指针等于栈底指针
    S.stacksize = MAXSIZE;
    return OK;
}

判断栈是否为空

//若栈为空,返回TRUE;否则返回FALSE
Status StackEmpty(SqStack S){
    if(S.top == S.base)
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}

顺序栈的入栈

/**
1.判断是否栈满,
2.元素e压入栈顶,
3.栈顶指针加1
*/
Status Push(SqStack &S,SElemType e){
    if(S.top-S.base == S.stacksize)  //栈满
        return;
    *S.top = e;
    S.top++;
}

顺序栈的出栈

/**
1.判断是否栈空,
2.取出栈顶元素e,
3.栈顶指针减1
*/
Status Pop(SqStack &S,SElemType &e){
    if(S.top == S.base)  //栈满
        return;
    --S.top;
    e=*S.top;
    return OK;
}

链栈的表示

typedef struct StackNode {
    SElemType data;
    struct StackNode *next;
}StackNode,*LinkStack;
LinkStack S;

链栈的入栈

Status Push(LinkStack &S,SElemType e){
    p = new StackNode;  //生成新结点p
    p->data = e;
    p->next = S;   //将新结点插入栈顶
    S = p;           //修改栈顶指针
    return OK;
}

链栈的出栈

Status Pop(LinkStack &S,SElemType &e){
    if(S == NULL) return ERROR;
    e = S->data;
    p = S;
    S = S->next;
    delete p;
    return OK;
}

队列的基本表示及操作

顺序队列

#define MAXSIZE 100
typedef struct {
    QElenType *base;  //初始化的动态分配空间
    int front;   //头指针
    int rear;    //尾指针
}SqQueue;

循环队列的初始化

Status InitQueue(SqQueue &Q){
    Q.base = new QElemType[MAXSIZE];   //分配数组空间
    //Q.base = (QElemType*)malloc(MAXSIZE*sizeof(QElemType));
    if(!Q.base) return ERROR;  //存储分配失败
    Q.front = Q.rear = 0;
    return OK;
}

求循环队列的长度

int QueueLength(QsQueue Q){
    return (Q.rear-Q.front + MAXSIZE)%MAXSIZE;
}

循环队列的入队

Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e){
    if((Q.rear + 1)%MAXSIZE == Q.front) return ERROR;  //队满
    Q.base[Q.rear] = e;
    Q.rear = (Q.rear+1)%MAXSIZE;
    return OK;
}

循环队列的出队

Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e){
    if(Q.front == Q.rear) return ERROR;  //队空
    e = Q.base[Q.front];       //保存队头元素
    Q.front = (Q.front+1)%MAXSIZE;
    return OK;
}

链队列

链队列的类型定义

#define MAXSIZE 100
typedef struct QNode{
    QElemType data;
    struct QNode *next;
}QNode.*QueuePtr;

typedef struct{
    QueuePtr front;
    QueuePtr rear;
}LinkQueue;

链队列初始化

Status InitQueue(LinkQueue &Q){
    Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!Q.front) return ERROR;
    Q.front->next = NULL;
    return OK;
}

链队列入队

Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e){
    p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!p) return ERROR;
    p->data = e;
    p->next = NULL;
    Q.rear->next = p;
    Q.rear = p;
    return OK;
}

链队列出队

Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e){
    if(Q.front = Q.rear) return ERROR;
    p = Q.front->next;
    e = p->data;
    Q.front->next = p->next;
    if(Q.rear == p) Q.rear = Q.front;
    delete p;
    return OK;
}
目录
相关文章
|
15天前
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
90 9
|
6天前
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
15 1
|
8天前
|
存储 算法 Java
数据结构的栈
栈作为一种简单而高效的数据结构,在计算机科学和软件开发中有着广泛的应用。通过合理地使用栈,可以有效地解决许多与数据存储和操作相关的问题。
|
11天前
|
存储 JavaScript 前端开发
执行上下文和执行栈
执行上下文是JavaScript运行代码时的环境,每个执行上下文都有自己的变量对象、作用域链和this值。执行栈用于管理函数调用,每当调用一个函数,就会在栈中添加一个新的执行上下文。
|
13天前
|
存储
系统调用处理程序在内核栈中保存了哪些上下文信息?
【10月更文挑战第29天】系统调用处理程序在内核栈中保存的这些上下文信息对于保证系统调用的正确执行和用户程序的正常恢复至关重要。通过准确地保存和恢复这些信息,操作系统能够实现用户模式和内核模式之间的无缝切换,为用户程序提供稳定、可靠的系统服务。
41 4
|
17天前
|
算法 安全 NoSQL
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之栈和队列精题汇总(10)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构王道第3章之IKUN和I原达人之数据结构与算法系列学习栈与队列精题详解、数据结构、C++、排序算法、java、动态规划你个小黑子;这都学不会;能不能不要给我家鸽鸽丢脸啊~除了会黑我家鸽鸽还会干嘛?!!!
|
1月前
数据结构(栈与列队)
数据结构(栈与列队)
17 1
|
1月前
|
存储 JavaScript 前端开发
为什么基础数据类型存放在栈中,而引用数据类型存放在堆中?
为什么基础数据类型存放在栈中,而引用数据类型存放在堆中?
68 1
|
1月前
【数据结构】-- 栈和队列
【数据结构】-- 栈和队列
16 0
|
1月前
|
算法 程序员 索引
数据结构与算法学习七:栈、数组模拟栈、单链表模拟栈、栈应用实例 实现 综合计算器
栈的基本概念、应用场景以及如何使用数组和单链表模拟栈,并展示了如何利用栈和中缀表达式实现一个综合计算器。
30 1
数据结构与算法学习七:栈、数组模拟栈、单链表模拟栈、栈应用实例 实现 综合计算器

热门文章

最新文章