理解栈与队列：数据结构中的LIFO与FIFO原理

本章主要介绍了计算机科学中的两种重要数据结构：栈（Stack）和队列（Queue）。这两种结构都是线性数据结构，但在操作方式上有所不同。 **栈（Stack）** 栈是一种后进先出（Last In First Out, LIFO）的数据结构，它的核心特点是元素的插入和删除都发生在同一端，通常称为栈顶。形象地来说，它就像一个乒乓球盒子，最后放入的球最先被取出。栈的抽象数据类型（ADT）包括以下基本操作： 1. 初始化栈（InitStack）: 创建一个空栈，分配足够的内存空间。 2. 销毁栈（DestroyStack）: 释放栈占用的内存。 3. 清空栈（ClearStack）: 删除栈中的所有元素。 4. 判断栈是否为空（StackEmpty）: 检查栈顶是否与栈底相等，以判断是否为空。 5. 获取栈长度（StackLength）: 返回栈中元素的数量。 6. 获取栈顶元素（GetTop）: 返回栈顶的元素，但不删除。 7. 压栈（Push）: 在栈顶添加新元素。 8. 弹栈（Pop）: 删除并返回栈顶元素，同时更新栈顶指针。 9. 遍历栈（StackTraverse）: 用于访问栈中的每个元素。 栈的实现通常是通过顺序存储（数组）或链接存储（链表）来完成。这里提供了一个顺序表示的例子，采用的是动态数组的形式，通过`base`指针表示栈底，`top`指针表示栈顶。栈的大小由`stacksize`控制，当`top-base`接近或等于`stacksize`时，需要进行扩容。 **队列（Queue）** 队列则是另一种线性结构，遵循先进先出（First In First Out, FIFO）原则，类似于购物排队，先进入队列的元素先被处理。队列有两个端点：队首（front）和队尾（rear），插入操作发生在队尾，删除操作则在队首。队列的ADT同样包括初始化、删除、清空等操作，但与栈的主要区别在于`Enqueue`（入队）和`Dequeue`（出队）操作。 总结起来，栈和队列是数据结构中基础且实用的部分，它们的应用广泛，如程序调用堆栈、表达式求值、任务调度等。理解它们的工作原理和操作方式对于解决许多实际问题至关重要。通过具体的操作实现，我们可以更好地掌握如何在编程中有效地使用这两种数据结构。