安徽工大数据结构PPT:栈与队列基础V1.0
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更新于2024-06-30
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第3章的PPT主要介绍了栈和队列这两个重要的数据结构,它们在计算机科学中有着广泛的应用。栈是一种特殊的线性表,其特点是后进先出(LIFO),意味着最后放入栈的元素会最先被取出。栈的主要操作包括:
1. **栈的定义**:
- 栈是一种只允许在一端(栈顶)进行插入(进栈或压栈)和删除(出栈或弹栈)的线性数据结构。栈底固定不变,栈顶指针top指示当前栈顶的位置。
2. **栈的存储结构**:
- 顺序栈是基于数组实现的,用连续的存储单元存储元素,栈顶指针top动态变化。例如,C语言中可以使用一维数组,并将栈底设为下标-1,当top为-1时表示栈为空。
3. **栈的基本操作**:
- 初始化栈(Init_Stack):创建一个空栈。
- 销毁栈(Destroy_Stack):释放已存在的栈的内存。
- 判栈空(Empty_Stack):检查栈是否为空,非空返回0,空栈返回1。
- 入栈(Push_Stack):在栈顶插入一个新元素。
- 出栈(Pop_Stack):删除并返回栈顶元素,使栈变小。
- 取栈顶元素(GetTop_Stack):查看但不删除栈顶元素。
4. **顺序栈的实现**:
- 定义了SeqStack结构体,包含数据数组和top指针,使用MAXSIZE来限制栈的大小。
- 实例化顺序栈时,首先动态分配内存,然后设置栈顶指针top为-1表示空栈。
5. **栈的扩展问题**:
- 当栈满(top接近MAXSIZE)时,继续入栈可能导致栈溢出;而栈空时出栈过多可能引发下溢问题。
6. **应用示例**:
- 栈在编程中有多种用途,如函数调用的堆栈、表达式求值中的逆波兰表示法、括号匹配等。
7. **递归与栈**:
- 递归算法通常使用隐含的栈来保存中间状态,每次函数调用都在栈上增加一层,直到基本情况(或递归结束)才逐层返回。
队列则是另一种线性数据结构,特点是先进先出(FIFO),适用于需要按顺序处理任务的情况。与栈不同的是,队列允许在两端进行插入和删除操作,一端为队尾( rear ),另一端为队头( front )。队列的基本操作包括入队(Enqueue)、出队(Dequeue)等,它们与栈的操作有明显区别。
通过学习第3章的PPT,学生将深入理解栈和队列这两种基础数据结构的工作原理,以及如何在实际编程中有效地利用它们。掌握这些概念对于理解递归、操作系统、计算机网络和算法设计等领域至关重要。
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