堆栈与队列基础：顺序栈与循环队列解析

"本资源主要介绍了堆栈和队列的概念、逻辑结构、存储结构以及运算规则，重点讲解了顺序栈的实现和操作。" 在计算机科学中，堆栈和队列是两种重要的数据结构，它们在程序设计中扮演着不可或缺的角色。堆栈遵循“后进先出”（LIFO）原则，而队列遵循“先进先出”（FIFO）原则。 **堆栈（Stack）** 堆栈是一种线性表，其特点是仅允许在表的一端，即栈顶进行插入（进栈）和删除（出栈）操作。在堆栈中，最新加入的元素（即最后一个被压入的元素）最先被移除，这称为后进先出（LIFO）原则。堆栈通常有两个指针，一个指向栈顶，另一个是栈底。逻辑结构上，堆栈是一对一的关系，存储结构可以是顺序表（数组）或链表。运算规则包括：初始化、进栈、出栈、取栈顶元素和判断栈是否为空。 **队列（Queue）** 队列也是一种线性表，但与堆栈不同，它的插入操作（入队）发生在队尾，删除操作（出队）发生在队头。队列的逻辑结构同样是一对一，存储结构可为顺序队列（数组）或链队列。运算规则包括：初始化、入队、出队、获取队头元素（不删除）、判断队列是否为空。 **顺序栈的实现** 顺序栈是使用数组来实现的堆栈，它有一个固定大小的数组用于存储元素，还有一个变量top记录当前栈顶的位置。当栈满时，如果再尝试进栈就会溢出；反之，当栈空时，如果尝试出栈则会下标越界。以下是顺序栈的一些基本操作： 1. **初始化**：将栈顶指针top设置为0，表示栈为空。 2. **进栈**：当top未达到数组的最大长度时，将元素存入数组的top位置，并将top加1。 3. **出栈**：如果top不为0，将栈顶元素移除（不实际删除，因为数组无法删除元素），并将top减1。 4. **取栈顶元素**：返回栈顶元素，但不改变top值。 5. **判栈是否非空**：检查top是否为0，为0则表示栈为空，否则栈非空。 例如，对于一个初始为空的顺序栈，当依次进行1、2、3的进栈操作后，栈的状态会是：1在栈顶，3在栈底。然后，如果依次进行出栈操作，将会按照3、2、1的顺序弹出元素。 在实际应用中，堆栈常用于函数调用的返回地址管理、表达式求值（如后缀表达式计算）等，而队列则常用于任务调度、打印任务管理等场景。理解并掌握这两种数据结构及其操作对于编写高效和正确的程序至关重要。