栈的概念与基本操作 - 计算机科学中的栈和队列

"栈是一种特殊的数据结构，它只允许在表的一端——栈顶进行插入和删除操作。栈遵循后进先出（LIFO）的原则，即最后进入栈的元素最先离开。栈常用于递归算法实现、括号匹配等问题。本章还将介绍队列，一种先进先出（FIFO）的数据结构，以及它们在计算机科学中的应用。" 在计算机科学中，栈（Stack）是一种重要的数据结构，它的主要特点是限制了插入和删除操作只能在表的“端点”进行，这个端点被称为栈顶。另一个端点被称为栈底。栈的操作包括入栈（Push）和出栈（Pop），新元素添加到栈顶，而删除操作也总是从栈顶开始。这种操作模式使得栈具有后进先出（LIFO）的特性，即最后进入栈的元素最先被移除。 栈的基本操作包括： 1. **初始化栈**（InitStack）：创建一个空栈。 2. **销毁栈**（DestroyStack）：删除栈的所有元素并释放其占用的内存。 3. **清空栈**（ClearStack）：将栈中所有元素移除，使其变为空栈。 4. **判断栈是否为空**（StackEmpty）：检查栈是否没有元素。 5. **入栈**（Push）：向栈顶添加一个元素。 6. **出栈**（Pop）：移除并返回栈顶元素。 7. **查看栈顶元素**（GetTop）：查看栈顶元素但不移除。 8. **栈的长度**（StackLength）：返回栈中元素的数量。 例如，如果栈的输入序列为A、B、C，根据后进先出的原则，可能的输出序列有：CBA、BCA、BAC、ACB，但不可能产生CAB这样的序列，因为C是最先进栈的，应该最后出栈。 栈的应用广泛，例如在表达式求值中，可以用来处理括号匹配问题，计算逆波兰表示法，以及在递归算法中作为函数调用的临时存储。此外，编译器、操作系统等许多领域都使用到栈。 队列（Queue）则是另一种线性表，它允许在表的一端（队尾）进行插入操作，在另一端（队头）进行删除操作，遵循先进先出（FIFO）原则。队列的基本操作包括入队（Enqueue）、出队（Dequeue）、队空判断（QueueEmpty）等。循环队列是队列的一种优化形式，解决了普通队列可能出现的假溢出问题。 本章还将详细讲解队列的存储结构、特点、基本操作的算法实现以及循环队列及其应用。通过学习栈和队列，读者可以更好地理解和解决实际问题中的数据组织和处理。