数据结构：栈与队列的概念及操作

"本资源为第03章关于栈和队列的PPT教程，主要讲解了栈和队列这两种重要的数据结构，适用于C语言数据结构的学习。" 栈和队列是计算机科学中两种基本且重要的数据结构，它们都是线性表的特殊形式，但各自在操作上有着特定的限制。 栈（Stack）被称为“后进先出”（Last In, First Out，简称LIFO）的数据结构。它只允许在表的一端进行插入和删除操作，这一端被称为栈顶（top）。栈的另一端则称为栈底（bottom），通常是表的起始位置。当栈为空时，我们称之为空栈。栈的操作主要有两个基本操作：进栈（Push）和出栈（Pop）。进栈是在栈顶添加元素，而出栈则是移除栈顶元素。栈的应用广泛，例如在函数调用、表达式求解、括号匹配等问题中。 链栈是栈的一种实现方式，不同于顺序栈，它不依赖于数组，而是通过链表来存储元素。链栈的优势在于动态扩展和收缩更为灵活，不会受到固定大小数组的限制。 3.1.1 顺序栈（Sequential Stack） 顺序栈是基于数组实现的栈，元素存储在连续的内存空间中。初始化栈（InitStack）、销毁栈（DestroyStack）、清空栈（ClearStack）、判断栈是否为空（StackEmpty）、获取栈长度（StackLength）、查看栈顶元素（GetTop）以及压栈（Push）和弹栈（Pop）等操作都可在数组的上下文中实现。在实际应用中，需要注意数组的容量限制，防止溢出。 3.1.2 链栈（Linked Stack） 链栈使用链表结构，每个节点包含元素和指向下一个节点的指针。链栈可以更方便地处理栈的动态扩展，但相比于顺序栈，其内存分配和释放操作更为频繁。 3.2 队列（Queue） 队列是另一种“先进先出”（First In, First Out，简称FIFO）的数据结构。它允许在表的一端（称为队尾）插入元素，在另一端（称为队头）删除元素。队列在操作系统的进程调度、打印机任务管理等场景中有广泛应用。 3.2.1 循环队列（Circular Queue） 循环队列是利用数组模拟队列的结构，通过循环的方式避免数组边界问题，提高空间利用率。队列的初始化、入队（EnQueue）、出队（DeQueue）、判断队列是否为空（QueueEmpty）和获取队列长度（QueueLength）等操作都有特定的实现算法。 3.2.2 链队列（Linked Queue） 链队列由一系列节点组成，每个节点包含元素和指向下一个节点的指针。链队列与链栈类似，具有灵活的动态扩展能力，但操作上更侧重于队列的特性。 在理解栈和队列的基础上，还需要掌握如何在具体问题中选择合适的数据结构。例如，递归算法的执行过程中，调用栈就是一种隐含的栈结构，用于存储待处理的函数调用信息。理解这些概念和操作对于深入学习和解决计算机科学中的各种问题至关重要。