数据结构基础：栈与队列的概念与实现

"数据结构（清华大学版）——栈和队列" 在计算机科学中，数据结构是组织和管理数据的重要方式，它影响着程序的效率和性能。本资源聚焦于两个基本且重要的数据结构：栈和队列，这些概念是很多算法和系统设计的基础。 栈是一种遵循“后进先出”（LIFO，Last In First Out）原则的线性数据结构。这意味着最后被插入的元素（栈顶元素）将首先被删除。栈的主要操作包括初始化、入栈（Push）、出栈（Pop）、获取栈顶元素（GetTop）以及判断栈是否为空（StackEmpty）。栈常用于表达式求值、递归调用、内存管理等多种应用场景。 栈的实现方式主要有两种：顺序栈和链栈。顺序栈使用一组连续的存储单元来存放元素，通常借助数组实现。栈顶指针top指向栈顶元素的下一个位置，栈底指针base指向栈底。当top等于base时，表示栈为空。在进行插入（Push）操作时，top指针会增加；在删除（Pop）操作时，top指针会减少。 链栈则是通过链表来实现的栈，每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。与顺序栈相比，链栈在动态扩展和收缩方面更具灵活性，因为它们不依赖于预分配的连续存储空间。 队列则是另一种线性数据结构，遵循“先进先出”（FIFO，First In First Out）原则。队列的主要操作包括入队（EnQueue）、出队（DeQueue）、检查队头元素（Front）和判断队列是否为空（IsEmpty）。队列常用于任务调度、打印机队列、多进程同步等场景。 队列的实现同样有顺序队列和链式队列两种形式。顺序队列通常基于数组实现，而链式队列则使用链表。与栈不同，队列的插入发生在队尾，删除发生在队头。 在实际应用中，栈和队列的组合使用可以实现更复杂的数据结构和算法，例如广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）等。理解并熟练掌握这两种数据结构对于学习高级算法和软件工程至关重要。 通过本资源的学习，读者将能深入理解栈和队列的概念、操作和实现，从而在编程实践中更有效地设计和优化数据处理流程。