堆栈与线性表：队列与栈类的实现及应用解析

资源摘要信息:"本章节主要讲解了堆栈的概念、实现及其应用。堆栈是一种特定的线性表，它只允许在表的一端进行插入和删除操作，这一端称为栈顶，满足后进先出（LIFO）的原则。本章详细介绍了如何使用链和数组两种数据结构来实现队列类和栈类，并通过具体的实例应用，例如车站调度和中缀后缀表达式分析，来深入理解堆栈操作的重要性和实用性。 在用数组实现栈类时，通常会有一个数组和一个指针来表示栈顶的位置，根据栈顶指针的变化来进行元素的入栈（push）和出栈（pop）操作。数组实现的栈类具有固定的最大容量限制，当栈满时无法进行入栈操作，当栈空时无法进行出栈操作。 链式实现栈类则不需要预定义容量，因为链表的特性是动态分配内存。链表节点通常包含数据域和指向下一个节点的指针域，通过移动头指针即可实现栈顶操作。链式栈在执行入栈和出栈操作时，只有在动态分配和释放节点时会有性能损耗，但在空间利用上更为灵活。 队列类是一种先进先出（FIFO）的线性表，与栈相反，队列有两个端点：队首和队尾。在数组实现队列时，需要考虑循环队列的实现来解决数组空间的连续使用问题，以及处理队列为空和队满的情况。在链式队列实现中，可以通过调整头指针和尾指针来添加和移除节点，同样具备动态空间的优势。 关于堆栈的具体应用，车站调度问题是一个经典案例，它涉及到如何高效地利用栈的后进先出特性来模拟车站的车辆调度过程。利用栈可以轻松地实现车辆的进站和出站操作，保证了调度的高效性和逻辑的清晰性。 中缀、后缀表达式分析则是计算机科学中的一个重要概念，其中涉及到运算符优先级和表达式转换的问题。后缀表达式（逆波兰表示法）在计算机内部运算时，由于其结构简单，计算过程避免了括号的使用，使得表达式求值更为便捷。通过堆栈实现中缀表达式到后缀表达式的转换过程，可以有效地利用堆栈后进先出的特性来判断运算符的优先级，并按照正确的顺序输出后缀表达式。 通过本章的学习，读者可以掌握堆栈的基本原理和实现方式，并能够将堆栈技术应用于解决实际问题，如实现复杂的调度逻辑以及表达式转换等。" 【附】由于文件标题中提到了“Chapter4-Src”，但描述中并未涉及具体源代码内容，故不包含对源代码文件“Chapter4-Src”的具体分析。读者可以预期该章节可能包含了与堆栈和队列相关的C/C++或其他语言的编程源代码，它们将直观地展示堆栈和队列的具体实现方法和应用示例。在实际操作中，建议读者查阅具体的源代码文件来获得更深入的理解。