栈和队列详解:共享存储单元的双栈实现

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"本文介绍了如何使用一组地址连续的存储单元构建两个共享栈,以及栈和队列的基本概念和操作。" 在计算机科学中,栈和队列是两种重要的数据结构,它们都属于线性表的范畴。线性表允许在任意位置进行插入和删除操作,但栈和队列对这些操作有特定的限制。 **栈**,全称为“后进先出”(LIFO,Last In First Out)数据结构,它只允许在表的一端进行插入(称为栈顶)和删除操作。这个端点被称为栈顶,而另一端称为栈底。栈的操作主要包括初始化、销毁、清空、判断栈是否为空、获取栈的长度、查看栈顶元素、入栈(push)和出栈(pop)等。在顺序存储的栈中,通常使用一个数组来存储元素,并通过栈顶指针来追踪栈顶的位置。 在给定的文件中,`DuStack` 结构体定义了一个共享存储单元的双栈系统,其中包含一个基础地址指针`base`,以及两个栈顶指针`top1`和`top2`,用于分别标识两个栈的状态。数组的大小为`DUSTACK_SIZE`,表示两个栈的总允许容量。这种设计允许在一个单一的连续内存块中同时管理两个栈,提高了空间效率。 **队列**,则是一种“先进先出”(FIFO,First In First Out)的数据结构,允许在一端(称为队尾)插入元素,在另一端(称为队头)删除元素。队列的主要操作包括初始化、销毁、清空、判断队列是否为空、获取队列的长度、入队(enqueue)、出队(dequeue)等。在顺序存储的队列中,也可以用数组来实现,但通常需要额外的指针来跟踪队头和队尾。 文件中还提到了栈与递归的实现,这通常涉及到函数调用的层次管理。每次函数调用都会将返回地址压入栈中,当函数返回时,栈顶的返回地址被弹出,决定接下来执行的代码。 在实际编程中,栈常用于表达式求值、括号匹配、递归调用、内存分配等场景;队列则常用于任务调度、打印队列、网络数据包处理等。了解和熟练掌握这两种数据结构及其操作对于理解和解决许多计算机科学问题至关重要。