C语言实现栈与队列的数据结构

"C语言数据结构课程中关于栈和队列的讲解，涉及栈的抽象数据类型、顺序栈的实现以及相关操作函数的定义。" 栈是一种特殊的线性数据结构，其主要特点是“后进先出”（LIFO）。在这个结构中，数据的插入（称为进栈）和删除（称为出栈）都只能在表的一端进行，这一端被称为栈顶。另一端则是栈底。栈的操作通常包括初始化、进栈、出栈、查看栈顶元素、判断栈是否为空和是否已满等。 在C语言中，我们可以使用结构体来实现栈的抽象数据类型。例如，一个简单的栈类模板可能包含以下成员： ```cpp template<class Type> class Stack { public: Stack(int sz = 10); // 构造函数 void Push(Type& item); // 进栈 Type Pop(); // 出栈 Type GetTop(); // 取栈顶元素 void MakeEmpty(); // 置空栈 int IsEmpty() const; // 判栈空否 int IsFull() const; // 判栈满否 private: int top; // 栈顶指针 Type* elements; // 栈元素数组 int maxSize; // 栈最大容量 }; ``` 栈的顺序存储结构，也称为顺序栈，是通过一组地址连续的存储单元来依次存放栈中的元素。在实现时，通常使用动态数组来模拟这种结构。当栈顶指针`top`等于数组长度减一时，表示栈已满；当`top`等于-1时，表示栈为空。 例如，下面的代码展示了如何用数组实现顺序栈： ```cpp template<class Type> Stack<Type>::Stack(int s) : top(-1), maxSize(s) { elements = new Type[maxSize]; } template<class Type> Stack<Type>::~Stack() { delete[] elements; } // 其他栈操作函数的实现... ``` 在实际应用中，栈常用于表达式求值（如后缀表达式）、递归调用、内存管理（如函数调用时的局部变量保存）以及算法设计（如深度优先搜索）等方面。 队列是另一种线性数据结构，其特点是“先进先出”（FIFO）。与栈不同，队列的插入（入队）发生在一端（队尾），而删除（出队）发生在另一端（队头）。队列的典型操作包括入队、出队、查看队头元素、判断队列是否为空和是否已满等。 虽然题目没有明确提及队列，但队列的实现原理与栈类似，可以使用数组或链表来实现。在C语言中，队列的抽象数据类型和实现方式可以根据具体需求进行设计。 理解和掌握栈和队列这两种基本数据结构对于学习计算机科学至关重要，因为它们是许多复杂数据结构和算法的基础。在实际编程中，合理运用栈和队列能有效解决很多问题，提高程序的效率和可读性。