栈与队列:数据结构中的抽象数据类型

需积分: 48 4 下载量 59 浏览量 更新于2024-08-16 收藏 528KB PPT 举报
"该资源是关于数据结构中的栈与队列的讲解,特别是对队列的抽象数据类型的介绍。提供了一个模板类`Queue`,包含了进队列、出队列、获取队头元素、判断队列是否为空以及是否已满等基本操作。同时,提到了栈和队列的应用场景,如表达式求值、递归、打印杨辉三角形等。" 在计算机科学中,数据结构是组织和管理数据的重要方式,而栈和队列是两种基础且广泛使用的线性数据结构。栈(Stack)遵循“后进先出”(LIFO)原则,即最后进入的元素最先出去。它主要包含两个操作:Push(进栈)和Pop(出栈)。进栈是将元素添加到栈顶,而出栈则是从栈顶移除元素。栈在计算表达式、实现递归和处理回溯问题等方面有广泛应用。 队列(Queue)则遵循“先进先出”(FIFO)原则,即最早进入的元素最先出去。队列通常包括EnQueue(进队列)、DeQueue(出队列)、获取队头元素(getFront)以及检查队列状态(IsEmpty和IsFull)等操作。队列在处理并发任务、打印图形、模拟现实世界事件序列(如任务调度)等场合非常有用。 在给定的代码中,`Queue`是一个抽象基类,它定义了队列所需的一系列接口,但没有具体实现。模板参数`E`代表存储在队列中的元素类型。类中提供了构造函数和析构函数,以及五个纯虚方法:进队列、出队列、获取队头元素、检查队列是否为空以及是否已满。这意味着子类必须实现这些方法来提供具体的队列操作。 此外,代码还展示了栈的实现,通过一个名为`SeqStack`的类,它是基于数组的顺序栈。这个类包含了栈顶指针`top`,元素数组`elements`以及最大容量`maxSize`。它实现了栈的基本操作,如进栈、出栈、获取栈顶元素以及检查栈的状态。 队列和栈是数据结构的基础,理解它们的工作原理和应用场景对于学习算法和编程至关重要。通过使用这些数据结构,可以更有效地解决问题,提高程序的效率。在实际编程中,常常利用标准库中的容器,如C++中的`std::stack`和`std::queue`,或者自定义数据结构来实现栈和队列的功能。