掌握数据结构：栈与队列详解及其操作

本课程内容涵盖了栈和队列这两种重要的线性数据结构，它们在程序设计中扮演着关键角色。与线性表不同，栈和队列的操作具有特定的规则和约束，它们被称为限定性的线性表结构。 2.4 栈 栈是一种特殊的线性表，其特点是只允许在一端进行插入和删除操作，即栈顶和栈底。栈遵循"后进先出"（LIFO）原则，类似于生活中叠放物品的逻辑。栈的主要操作包括： - Clear()：清除栈中的所有元素。 - IsEmpty()：检查栈是否为空，如果为空则返回true，否则返回false。 - Push(Titem)：将元素item添加到栈顶，新元素会覆盖栈顶的元素。 - Pop(T&item)：从栈顶移除并返回一个元素，同时更新栈顶指针。 - Top(T&item)：查看栈顶元素但不删除，返回引用给item。 - IsFull()：判断栈是否已达到最大容量，如果满了则返回true，否则返回false。 栈的动态变化用栈顶指针(top)表示，初始值通常为-1。栈的空状态是top等于-1，而栈满则表示top接近栈的最大容量。 栈的表示和实现 栈可以采用顺序方式或链式方式进行实现。顺序方式利用数组存储元素，通过动态调整top来追踪栈顶。链式方式则是通过节点链接，每个节点包含一个元素和指向下一个节点的指针。 例子分析 例如，当栈满时，尝试向栈中添加新的元素会导致上溢（overflow），因为数组大小有限。相反，当试图从空栈中弹出元素时，会触发下溢（underflow）错误。 2.5 队列 队列则遵循“先进先出”（FIFO）原则，与栈不同的是，队列的插入操作在队尾进行，删除操作在队头。队列主要包括以下操作： - Enqueue(Titem)：将元素加入队尾。 - Dequeue(T&item)：移除并返回队头元素。 - Front(T&item)：查看队头元素但不删除，返回引用给item。 - IsEmpty()：检查队列是否为空。 栈和队列在计算机科学中有广泛的应用，如函数调用堆栈、表达式求值、操作系统任务调度等。掌握这些基本概念和操作对理解和设计高效算法至关重要。 通过这门课程，学习者能够深入了解栈和队列的工作原理、实现方式以及常见应用场景，从而提升自己的编程技能和数据结构理解能力。