数据结构：栈与队列的操作及实现

"结构定义-chap3数据结构课件" 数据结构是计算机科学中的核心概念，它涉及如何组织和管理数据，以便高效地执行各种操作。本课件主要讲解了线性表、栈和队列这三种重要的数据结构，并提供了相关的类型定义和实现方法。 线性表是一种基本的数据结构，它由一个有限的元素序列组成，允许在任何位置进行插入和删除操作。线性表的操作包括Insert和Delete，它们分别用于在指定位置插入或删除元素。插入操作的索引范围是1到n+1，而删除操作的索引范围是1到n。在实际应用中，线性表的实现方式有顺序存储（如数组）和链式存储（如链表）。 栈是一种特殊的线性表，它的特点是仅允许在表的一端（称为栈顶）进行插入和删除操作，遵循“后进先出”（LIFO）的原则。栈的基本操作包括Push（入栈）、Pop（出栈）、GetTop（获取栈顶元素）、StackEmpty（判断栈是否为空）、StackLength（获取栈的长度）等。栈的实现通常有顺序栈和链栈两种形式。顺序栈使用数组作为底层存储，通过top指针跟踪栈顶位置；链栈则使用链表结构，每个节点包含元素和指向下一个节点的指针。 队列是另一种受限的线性表，其插入操作（Enqueue）在队尾进行，删除操作（Dequeue）在队头进行，遵循“先进先出”（FIFO）的原则。队列的操作同样包括插入、删除以及检查队列是否为空、获取队列长度等。队列的实现有循环数组和链表两种，其中循环数组实现的队列称为循环队列，链表实现的队列称为链队列。 在本课件中，Queue结构被定义为一个链队列，包含头指针front、尾指针rear和队列长度length。QNode结构定义了队列中的节点，包含元素data和指向下一个节点的指针next。这种定义方式使得队列的插入和删除操作更加灵活，因为链表可以动态扩展。 栈和队列在很多算法和系统设计中都有着广泛的应用，如括号匹配、递归调用、内存分配、任务调度等。了解并熟练掌握这些数据结构及其操作对于提升编程能力至关重要。