算法设计：栈与表达式匹配规则详解

本资源主要探讨了算法设计中的一个重要概念——栈，以及其在数据结构中的应用。栈是一种具有特定访问规则的数据结构，它只允许在表的一端（栈顶）进行插入或删除操作，遵循“后进先出”（Last In, First Out, LIFO）原则。栈在程序设计中有广泛的应用，尤其是在处理表达式匹配、函数调用堆栈等场景。 章节内容概述： 1. 学习目标： - 掌握栈和队列的特性及选择：理解这两种数据结构的特点，学会在实际问题中正确运用它们，如优先级队列、递归函数调用等。 - 实现技术：熟悉栈的两种常见实现方法，包括顺序栈（基于数组）和链栈（基于链表），以及循环队列和链队列的操作算法。 2. 栈的基础概念： - 定义：栈是一个线性表，其中插入和删除操作仅限于表尾（栈顶）。 - 结构：栈底通常是第一个元素，栈顶是最后一个添加的元素，数据的访问顺序是从栈顶开始。 - 抽象数据类型（ADT）：包括数据对象、数据关系和基本操作，如入栈、出栈、读栈顶元素、判断栈满或空等。 3. 顺序栈的表示与实现： - 使用连续的存储单元存储数据，包含栈底指针、栈顶指针和栈的容量。 - 入栈（push）操作将元素放入栈顶，出栈（pop）操作则移除并返回栈顶元素。 - 示例展示了顺序栈的结构，如 SqStack 类型，包含了 base（栈底）、top（栈顶）和 stacksize（栈容量）三个关键成员变量。 4. 栈的应用实例： - 表达式检验中的括号匹配：通过栈来检查一个表达式中括号是否配对，如题中所述的左括号进栈，右括号出栈的过程，通过比较栈顶元素和右括号来判断是否匹配。 学习算法设计中的栈思想，有助于理解和解决许多实际编程问题，提高代码的效率和可读性。掌握栈的原理和操作，能够有效地应用于计算机科学的各个领域，如编译器、操作系统、图形处理等。同时，对于循环队列和链队列的理解也至关重要，因为它们都是线性结构，但有不同的插入和删除策略。