堆栈与队列详解：入栈、出栈操作及顺序堆栈实现

"该资源主要介绍了链队列的入队操作以及堆栈和队列的基础知识，特别是堆栈的逻辑结构、存储结构和运算规则。同时，提到了堆栈的顺序表示和实现，包括顺序堆栈的定义和操作实现。" 在计算机科学中，堆栈（Stack）和队列（Queue）是两种基本的数据结构，它们在程序设计和算法中起着至关重要的作用。堆栈遵循后进先出（LIFO）原则，即最后进入的元素最先离开，而队列则遵循先进先出（FIFO）原则，即最先进入的元素最先离开。 堆栈的主要操作包括： 1. **初始化**：创建一个新的空栈，初始化栈顶指针。 2. **进栈（Push）**：在栈顶添加新元素，栈顶指针会向上移动。 3. **退栈（Pop）**：移除并返回栈顶元素，栈顶指针向下移动。 4. **取栈顶元素（Peek或Top）**：查看但不移除栈顶元素。 5. **判栈是否非空（IsEmpty）**：检查栈是否为空，为空返回真，否则返回假。 堆栈的逻辑结构是一对一的线性表，可以采用顺序存储结构（如数组）或链式存储结构（如链表）实现。在顺序存储中，通常用数组的最后一个元素作为栈顶，数组的第一个元素作为栈底。而在链式存储中，每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。 在顺序栈的实现中，定义一个结构体，包含存储数据的数组和表示栈顶位置的整型变量。当栈满时，需要考虑扩容；当栈空时，需要特殊处理，避免非法操作。在入栈操作中，将元素放入数组的栈顶位置，并更新栈顶指针；在出栈操作中，返回栈顶元素并将其从数组中移除，然后更新栈顶指针。 队列则有不同的操作： 1. **入队（Enqueue）**：在队尾添加新元素。 2. **出队（Dequeue）**：移除并返回队头元素。 3. **查看队头元素（Front）**：查看但不移除队头元素。 4. **查看队尾元素（Rear）**：查看队尾元素，不常用但有时需要。 5. **判队是否非空（IsEmpty）**。 链队列是一种特殊的队列实现，它使用链表作为底层数据结构。在链队列的入队操作中，新元素被添加到队尾，而队尾通常由一个指针跟踪。描述中的链队列入队示意展示了随着元素的加入，队尾指针如何移动。 通过理解堆栈和队列的原理，我们可以解决多种问题，如括号匹配、递归计算、表达式求值、深度优先搜索（DFS）等。在实际编程中，C++的`std::stack`和`std::queue`库提供了对这两种数据结构的封装，方便开发者使用。