栈和队列基础：顺序栈类定义及实现

"顺序栈类定义，栈和队列学习课件" 在计算机科学中，栈和队列是两种基础且重要的数据结构。本课件主要涵盖了这两种数据结构的概念、存储结构及其应用。 栈（Stack）是线性表的一种特殊形式，它遵循“后进先出”（LIFO，Last In First Out）的原则。在栈中，插入和删除操作（称为压栈和弹栈）只允许在表的一端进行，这一端称为栈顶，而另一端称为栈底。栈顶元素是最近被压入栈的元素，也是最先被弹出的元素。当栈中没有元素时，我们称之为空栈。 栈的抽象数据类型（ADTStack）通常包括以下基本操作： 1. 初始化一个空栈。 2. 判断栈是否为空，为空则返回True，否则返回False。 3. 压栈：在栈顶插入一个元素。 4. 弹栈：从栈顶删除一个元素。 5. 获取栈顶元素的值，但不删除。 6. 将栈设置为空状态。 7. 查询栈中数据元素的个数。 8. 销毁栈。 栈的实现方式主要有两种：顺序存储结构和链式存储结构。顺序栈使用一维数组来存储元素，数组的一端作为栈底，另一端作为栈顶。初始时，栈顶指针top设为0，表示空栈。当元素压栈时，top指针会递增，指向新的栈顶元素。如果top达到数组的最大下标，栈就满了。反之，元素弹栈时，top指针会递减，指向下一个栈顶元素。 队列（Queue）则是另一种线性表，遵循“先进先出”（FIFO，First In First Out）的原则。在队列中，元素的插入（入队）发生在队尾，删除（出队）发生在队头。队列常用于需要按顺序处理任务的场合，如任务调度、打印队列等。 队列的ADT通常包括： 1. 初始化空队列。 2. 判断队列是否为空。 3. 入队：在队尾添加元素。 4. 出队：从队头移除并返回元素。 5. 查看队头元素但不删除。 6. 清空队列。 7. 检查队列的长度。 8. 销毁队列。 队列的存储结构也分为顺序存储（如循环数组实现）和链式存储（如链表实现）。顺序队列使用数组，队头和队尾分别用两个指针标记，而链式队列使用链表，通过链表节点的指针来表示队头和队尾。 在实际应用中，栈和队列有广泛的用途，如表达式求值、递归、内存管理、深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）等算法都离不开栈和队列的操作。在软件设计中，栈常用于函数调用的堆栈管理，而队列则常用于任务调度和数据缓冲。 总结，本课件提供了关于栈和队列的详细知识，从基本概念到具体实现，以及它们在不同场景下的应用，对于理解和掌握这两种数据结构有着重要的指导作用。