数据结构深度解析：栈与队列的原理与实现

本资源主要讲解了数据结构中的栈和队列，重点介绍了栈的定义、特性、顺序栈的表示与实现，以及相关的操作算法。 栈是一种特殊的数据结构，其主要特点是“后进先出”（LIFO）。栈的操作主要包含两个基本操作：入栈（Push）和出栈（Pop）。在栈中，新添加的元素（后进）会位于已存在元素的上方，而移除元素时，总是移除最近添加的元素（先进）。栈底是固定的，而栈顶位置会随着元素的入栈和出栈动态变化。当栈中没有元素时，我们称之为空栈。 顺序栈是栈的一种常见实现方式，它使用一维数组来存储元素。数组的初始状态通常设置为全空，栈顶指针top初始化为-1，表示栈空。当元素入栈时，top指针会向前移动，指向新的栈顶元素；出栈时，top指针会回退，指向下一个空位。如果top等于数组长度减一，说明栈已满，再尝试入栈会导致上溢；反之，如果top等于-1，尝试出栈则会导致下溢。 顺序栈的类型定义如下： ```c #define stacksize 100 typedef char datatype; typedef struct { datatype data[stacksize]; int top; } seqstack; ``` 在这个定义中，`seqstack` 结构体包含了存储数据的数组 `data` 和一个整型变量 `top` 用于指示栈顶位置。 顺序栈的基本操作包括： 1. 置空栈（InitStack）：分配内存并初始化栈顶指针top为-1。 2. 判断栈空（StackEmpty）：检查top是否等于-1，若等于则返回1，表示栈空。 3. 判断栈满（StackFull）：检查top是否等于数组长度减一，若等于则返回1，表示栈满。 4. 入栈（Push）：在栈顶位置插入元素，更新top。 5. 出栈（Pop）：移除栈顶元素，更新top。 6. 获取栈顶元素（GetTop）：返回栈顶元素，但不移除。 这些基本操作构成了栈的核心功能，可以应用于许多实际问题中，如表达式求值、括号匹配、函数调用堆栈等。 队列是另一种重要的数据结构，与栈不同，队列遵循“先进先出”（FIFO）原则。在后续的学习中，你会了解到队列的定义、特性以及其顺序和链式实现。队列的操作主要包括入队（EnQueue）和出队（DeQueue）。在实际应用中，栈和队列都是基础且不可或缺的数据结构，它们在计算机科学的各个领域都有广泛的应用。