栈和队列基础教程：数据结构中的栈与队列操作

"运算规则-栈和队列学习课件" 在计算机科学中，运算规则是解析和执行计算表达式的基础。表达式是由操作数、运算符和界限符组成的，其中运算符和界限符合称为算符。这些算符之间存在着优先关系，包括三种基本类型：优先权低、相等或高。这种关系决定了运算的顺序，通常通过运算符的优先级表（如表3.1）来明确。 栈和队列是两种基本且重要的数据结构，它们都属于线性数据结构的特例。栈被称为“后进先出”（LIFO）数据结构，因为它遵循“先进后出”的原则。在栈中，插入和删除操作（称为压栈和弹栈）只允许在栈顶进行。栈顶元素是最后被插入的，而最先被插入的元素（栈底元素）将是最晚被删除的。栈常用于表达式求值、递归调用、内存管理等多种应用。 队列则被称为“先进先出”（FIFO）数据结构，它遵循“后进先出”的原则。在队列中，新元素在队尾加入（入队），而旧元素在队头移除（出队）。队列的应用广泛，如任务调度、打印作业管理和网络数据包处理等。 栈的抽象数据类型（ADTStack）定义了其数据对象、数据关系以及一系列基本操作，包括初始化空栈、判断栈是否为空、入栈、出栈、获取栈顶元素值、置栈为空、计算栈中元素数量以及销毁栈。在实际实现中，栈可以采用顺序存储结构或链表存储结构。顺序栈使用一维数组来存储元素，通过栈顶指针跟踪当前栈顶元素的位置。当栈满或空时，可以通过数组下标的边界条件来判断。 队列也有类似的ADT，不过它的基本操作包括入队、出队、判断队列是否为空、获取队头元素但不移除、计算队列长度等。队列的顺序存储结构通常用一维数组实现，链表存储结构则使用链表节点链接元素。 在计算机程序设计中，理解并熟练运用栈和队列的运算规则和数据结构特性至关重要，因为它们是许多复杂算法和系统设计的核心组成部分。无论是编译器处理表达式，还是操作系统管理进程，甚至是浏览器的历史记录管理，都能看到栈和队列的身影。因此，深入学习和掌握这两种数据结构的操作和性质对于提升编程技能和解决实际问题有着显著的帮助。