数据结构基础：栈与队列的概念及操作

"秦锋教授讲解的数据结构课程，重点关注栈和队列的概念、操作及应用" 在数据结构领域，栈和队列是两种基础且重要的数据结构。本章内容主要围绕这两种数据结构展开，旨在深入理解它们的工作原理以及如何在实际问题中应用。 首先，我们来看栈，它被形象地称为“后进先出”（LIFO）数据结构。栈的特殊之处在于它的插入和删除操作仅允许在表的一端进行，这一端被称为栈顶，而另一端称为栈底。通过示例，如使用碗的例子，我们可以直观地理解栈的工作方式：新放入的碗会放在最上面，使用时总是先拿走最上面的碗。栈的基本操作包括： 1. 栈初始化：创建一个空栈。 2. 销毁栈：释放栈所占用的内存。 3. 判栈空：检查栈是否为空。 4. 入栈：向栈顶添加元素。 5. 出栈：移除栈顶元素。 6. 取栈顶元素：查看但不移除栈顶元素。 栈的顺序存储结构是通过一组连续的存储单元实现的，例如数组。在C语言中，可以定义一个结构体来表示顺序栈，包含一个数据数组和一个指示栈顶位置的变量。以下是一个简单的定义： ```c #define MAXSIZE 100 typedef struct { DataType data[MAXSIZE]; // 数据数组 int top; // 栈顶指针 } SeqStack, *PSeqStack; // PSeqStack是顺序栈的指针类型 PSeqStack S; S = (PSeqStack)malloc(sizeof(SeqStack)); // 分配内存 ``` 接下来，我们转向队列，队列被称为“先进先出”（FIFO）数据结构。与栈不同，队列的元素插入在队尾，删除在队头。队列的主要操作包括： 1. 队列初始化：创建一个空队列。 2. 销毁队列：释放队列所占用的内存。 3. 判队空：检查队列是否为空。 4. 入队：在队尾添加元素。 5. 出队：移除队头元素。 6. 查看队头元素：查看但不移除队头元素。 队列的存储结构可以是顺序的，也可以是链式的。在顺序存储中，队列的两端都在数组内，需要额外的指针来跟踪队头和队尾；而在链式存储中，队列由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。 栈和队列在计算机科学中有广泛应用，如表达式求值、递归计算、内存管理、任务调度、网络协议处理等。通过理解和熟练运用这些基本数据结构，可以更高效地设计和实现算法。 总结来说，本章“补充知识结构体-第3章 栈和队列”深入介绍了栈和队列的概念、存储结构、基本操作以及它们在实际问题中的应用，对于学习数据结构的初学者而言，是理解和掌握这两种数据结构的关键。