"该资源主要介绍了栈和队列这两种数据结构在算法描述中的应用,特别是如何使用栈处理字符串输入。示例代码展示了如何利用字符栈处理用户输入的文本,包括遇到特殊字符时的处理策略。"
在计算机科学中,数据结构是组织和管理数据的重要工具,其中栈和队列是最基础且广泛使用的两种线性数据结构。
**栈(Stack)**,被称为后进先出(LIFO,Last In First Out)的数据结构,它具有严格的插入和删除规则。在栈中,元素的添加(压栈)和移除(弹栈)都发生在同一端,通常称为栈顶。当栈中没有元素时,我们称之为栈空。栈的操作主要包括:
1. **初始化栈**: 使用`InitStack`函数创建一个空栈,为后续的压栈和弹栈操作做准备。
2. **压栈(Push)**: 将元素添加到栈顶,通常通过增加栈顶指针实现。
3. **弹栈(Pop)**: 移除栈顶元素,同时更新栈顶指针。
4. **查看栈顶元素(Peek)**: 不移除栈顶元素,只查看其值。
5. **清空栈(ClearStack)**: 将栈中所有元素移除,恢复为空栈状态。
6. **判断栈空(StackEmpty)**: 如果栈顶指针等于初始值(如-1),则栈为空。
7. **判断栈满(StackFull)**: 当栈顶指针达到预设的最大值时,栈满,不能再压栈。
在提供的代码段中,`LineEdit`函数演示了如何利用栈处理从终端接收的输入行。它首先初始化一个字符栈`S`,然后逐字符读取输入,遇到字符`#`时将栈顶元素弹出,遇到`@`时清空栈,其他有效字符则压入栈中。当输入行结束(换行符或EOF)时,将栈中的字符按后进先出的顺序传送到主调函数的数据区,然后清空栈以准备接收下一行输入。
**队列(Queue)**,则是一种先进先出(FIFO,First In First Out)的数据结构,允许在队列的一端(队尾)添加元素,而在另一端(队头)移除元素。队列的主要操作包括:
1. **入队(Enqueue)**: 在队尾添加元素。
2. **出队(Dequeue)**: 移除队头元素。
3. **查看队头元素(Front)**: 查看但不移除队头元素。
4. **查看队尾元素(Rear)**: 查看但不改变队尾元素。
5. **判断队空(QueueEmpty)**: 队列头部和尾部相等,表示队列为空。
6. **判断队满(QueueFull)**: 当队列已满,无法再添加新元素。
顺序栈和顺序队列都是使用一维数组实现的,它们在内存中是连续存储的。栈顶指针跟踪当前栈顶位置,队头和队尾指针分别跟踪队列的开始和结束位置。在实际编程中,为了避免溢出,需要预先设定一个最大容量,并在操作过程中检查是否到达这个限制。
栈和队列在算法和数据处理中有着广泛应用,如表达式求值、递归调用、深度优先搜索、广度优先搜索、历史记录、缓冲区管理等。了解和熟练掌握这两种数据结构及其操作是编程能力的基础。