数据结构：栈与队列的C语言实现

"数据结构中的栈和堆类，主要探讨了严蔚敏《数据结构》第三章中的栈与队列，特别关注C语言实现。学习目标包括理解和选用栈与队列，掌握栈的两种实现方法以及队列的基本操作，理解递归算法中栈的状态变化。" 在数据结构中，栈和队列是两种特殊的线性结构，它们在操作上受到限制。栈（stack）被称为“后进先出”（LIFO）或“先进后出”（FILO）的数据结构，因为它只允许在表尾（栈顶）进行插入和删除操作。栈底则是不允许进行这些操作的一端。当栈没有元素时，我们称之为空栈。栈的操作主要包括入栈（将元素插入栈顶）和出栈（删除栈顶元素）。例如，当我们处理一叠书或盘子时，最后放上去的物品会首先被取走，这就是栈的特性。 栈的抽象数据类型（ADTStack）通常包含以下基本操作： 1. InitStack(&S)：初始化一个空栈S。 2. DestroyStack(&S)：销毁栈S。 3. ClearStack(&S)：将栈S清空为一个空栈。 4. StackEmpty(S)：检查栈S是否为空，如果为空则返回TRUE，否则返回FALSE。 5. Push(&S, x)：将元素x压入栈顶。 6. Pop(&S, &x)：弹出栈顶元素，将其值存入x。 7. Top(S, &x)：查看栈顶元素，但不删除。 此外，栈在递归算法的执行过程中起着关键作用，因为它记录了函数调用的层次。每次函数调用都会将相关信息压入栈，当函数返回时，这些信息会依次出栈，这对应于递归的回溯过程。 队列（queue）则遵循“先进先出”（FIFO）原则，允许在表尾（队尾）插入元素，在表头（队头）删除元素。队列的常见实现有循环队列和链队列。循环队列利用数组的循环特性，避免了空间利用率低的问题；链队列则通过链表结构实现，提供了更好的动态扩展性。队列的基本操作包括入队（enqueue）、出队（dequeue）、判断队列是否为空等。 在C语言中，栈和队列的实现可以通过数组或链表结构来完成。对于栈，可以利用数组的一端作为栈顶，每次操作都针对这一端；对于队列，可以使用双指针分别指向队头和队尾，进行插入和删除操作。理解并熟练掌握这两种数据结构及其操作对于解决许多实际问题，如任务调度、内存管理、表达式求解等具有重要意义。