数据结构解析：栈与队列的应用及实现

"大学课件数据结构之栈和队列，涵盖了栈和队列的基本概念、操作以及在实际问题中的应用。" 数据结构是计算机科学中的核心概念之一，用于高效地组织和管理数据。栈和队列是两种基础且重要的线性数据结构。 **栈**是一种特殊的线性表，它具有后进先出（LIFO, Last In First Out）的特性。在栈中，元素的添加（称为进栈或push）和移除（称为出栈或pop）都只能在栈的一端进行，即栈顶。这种操作方式使得栈在处理递归、括号匹配、表达式求值等问题时特别有用。例如，主程序调用子程序时，子程序的返回地址会压入栈中，待子程序执行完毕后再弹出，确保正确返回到主程序。 **顺序栈**是用数组实现的栈，栈顶元素的索引由变量top表示。当top等于数组的最大下标减一时，栈满；当top等于-1时，栈空。顺序栈的push和pop操作可以通过对数组的操作来实现。例如，代码中展示了如何使用C语言实现顺序栈的push和pop操作。 **链接栈**则是通过链表来实现的栈，每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。栈顶指针top指向栈顶元素，top为空指针时栈空。与顺序栈相比，链接栈在空间使用上更为灵活，不需要预先确定栈的大小，但在插入和删除操作时可能涉及内存分配和释放。 **栈的应用实例**：栈常用于整数的数制转换，如将十进制数转换为其他进制。例如，给出的代码`Convert`函数利用栈实现了将整数N转换为指定进制r的过程。首先，整数部分通过除r取余反序存入栈中，然后依次出栈打印；小数部分通过乘r取整正序存入，最后再出栈打印。 **用栈实现两个整数交换**：在没有额外变量的情况下，可以利用栈来交换两个整数的值。首先将一个数压入栈中，然后将另一个数与栈顶的数交换，再将栈顶的数弹出，即可实现交换。提供的练习代码展示了这个过程。 **队列**则是另一种线性数据结构，具有先进先出（FIFO, First In First Out）的特性。队列的操作包括在队尾添加元素（入队或enqueue）和在队头移除元素（出队或dequeue）。队列常用于任务调度、打印机任务管理等场景。 本课件不仅讲解了栈和队列的基本概念，还提供了具体的实现示例和应用案例，有助于深入理解和掌握这两种数据结构及其在实际问题中的应用。