链队存储中队列初始化与基本运算算法详解
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更新于2024-08-23
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在数据结构课程中,第3章主要讨论了栈和队列这两种重要的线性数据结构。本节重点讲解了栈的定义、存储结构以及基本运算。
栈是一种特殊类型的线性表,具有两个操作端:栈顶和栈底。栈顶是允许进行插入和删除操作的一端,而栈底则是固定不变的。栈的特点是后进先出(LIFO),即最后进入栈的元素最先被弹出。栈的定义包括栈顶指针、空栈的概念以及常见的操作,如进栈(入栈)、出栈(退栈)。
在栈的顺序存储结构中,初始化栈(InitStack)操作涉及创建一个空的顺序数组,而销毁栈(ClearStack)则需要释放相应的内存空间。对于链式存储结构,初始化操作InitStack(&s)同样创建一个空的链式栈,链队头结点front和rear均为NULL。链式栈的优点在于动态扩展和收缩存储空间,但相比于顺序存储,它需要更复杂的节点管理。
栈的应用例子广泛,比如函数调用堆栈、表达式求值、括号匹配等。书中还通过实例演示了栈的出栈次序可能的不同情况,如元素的进出顺序可能导致不同的输出序列。例如,例3.1和例3.2展示了栈的出栈序列的各种可能性和限制。
栈的几个基本运算是:
1. 初始化栈(InitStack),构造一个空的栈,如在链队存储中,创建一个只有头结点的队列,front和rear都指向NULL。
2. 销毁栈(ClearStack),在链式存储中,释放分配给栈的内存空间。
3. 求栈的长度,检查栈中元素的数量,但在链式结构中,这通常需要遍历整个链表来计算。
栈的长度运算并不直接像队列那样可以简单地返回rear - front,因为栈是后进先出的,所以计算栈的长度可能需要额外的操作。栈的其他运算还包括查看栈顶元素但不移除(类似于队列的peek操作),或者将新元素添加到栈顶(进栈)和移除栈顶元素(出栈)。
链队存储中的队列虽然与栈有关,但它们各自有自己的特性和操作。理解栈的定义、操作及应用,对于深入学习数据结构和算法至关重要。在实际编程中,正确运用栈和队列可以提高代码的效率和可读性。
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雪蔻
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