栈和队列：非循环队列的实现与操作

"非循环队列-数据结构 栈和队列" 在数据结构中，栈和队列是两种基本的线性数据结构。非循环队列是队列的一种实现形式，它与循环队列的主要区别在于其处理队头和队尾指针的方式。非循环队列不使用模运算来处理边界，而是直接通过增加或减少指针来表示队列的状态。 非循环队列的类型定义与循环队列类似，通常包含队头和队尾指针。在非循环队列中，队空的条件是队头指针Q.front等于队尾指针Q.rear，而队满的条件是队尾指针Q.rear大于等于队列的最大容量MAXQSIZE。这种情况下，需要特别注意处理“假上溢”的情况，即在队列未满但看起来像满的情况下，避免错误地进行入队操作。 非循环队列的长度可以通过Q.rear减去Q.front来计算，但需要注意这里的减法结果可能需要加上队列的最大容量，以处理队列绕圈的情况。 栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，允许在栈顶进行插入（称为进栈）和删除（称为退栈）操作。栈可以分为顺序栈和链栈两种实现方式。顺序栈是使用数组实现的，类型定义通常包括一个指向栈底的base指针、一个指向栈顶的top指针以及栈的最大容量stacksize。栈空时，top指针指向base，栈满时，top指针与base之间的距离等于或超过stacksize。进栈操作通过top指针加一并将元素存入新位置完成，退栈则通过top指针减一获取栈顶元素并将其移除。 链栈则是用链表实现的，每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。它的优点在于动态扩展的能力，不需要预先指定最大容量。 栈在计算机科学中有广泛应用，例如在表达式求值、括号匹配、递归调用等场景。栈的典型操作包括初始化、取栈顶元素、进栈和退栈。初始化栈通常将top指针设置为base，表示栈空状态。取栈顶元素不会改变栈的状态，只是查看栈顶元素但不移除。进栈操作将元素存入栈顶，并更新top指针。退栈操作则需要检查栈是否为空，非空时将top指针回退并返回栈顶元素。 队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，允许在队尾进行入队操作，在队头进行出队操作。队列也有顺序队列和链式队列的实现方式，其操作和栈类似，但处理方式不同，例如在队列满时，非循环队列可能需要创建新的队列来扩展容量，而循环队列则可以利用模运算继续使用原有空间。 总结来说，非循环队列和栈是数据结构中的基础工具，它们在算法和程序设计中扮演着重要角色，理解它们的工作原理和操作方式对于编写高效代码至关重要。