"第三章：栈和队列 —— 数据结构课件PPT详解"

本文总结了数据结构课件第三章PPT中关于栈和队列的内容。栈和队列都是操作受限的线性表，其中栈的定义和特点是仅允许在表尾进行插入或删除操作的线性表，栈顶在表尾，栈底在表头，空栈是不含任何元素的空表。栈的特点是先进后出（FILO）或后进先出（LIFO）。栈的表示与实现有顺序栈和链栈两种方式。 顺序栈的实现使用一维数组，通过一个栈顶指针top来指向实际栈顶后的空位置。栈顶指针的初值为0，表示栈为空。当进行入栈操作时，栈顶指针加1，将元素放入栈顶位置；当进行出栈操作时，栈顶指针减1。栈空时，栈顶指针为0；栈满时，栈顶指针达到数组的最大长度M。栈的初值和操作序列决定了栈的各种状态，包括栈空、栈满、入栈、出栈和栈定等。 链栈的实现使用链表，通过设置一个头指针和一个栈顶指针来表示栈，栈顶指针指向链表的第一个结点。链栈的入栈操作相当于在链表头部插入结点，出栈操作是将栈顶指针指向下一个结点。链栈的优点是能够动态分配内存，没有空间限制，但操作相对于顺序栈来说稍微复杂一些。 在栈的应用方面，它常用于程序的函数调用、表达式求值和括号匹配等场景。函数调用时，每次调用都会将函数的返回地址和相关的参数保存在栈中，当函数执行完毕后，再从栈中恢复上一个函数的状态。表达式求值用到了后缀表达式和栈的结合，通过将操作符和操作数入栈或出栈，最终得到表达式的结果。括号匹配则是利用栈的特性，将左括号入栈，遇到右括号时出栈，最终判断栈为空则说明括号匹配正确。 队列是一种先进先出（FIFO）的线性表，它的插入操作在队列尾部进行，删除操作在队列头部进行。队列的实现可以使用顺序队列和链式队列。顺序队列通过一个一维数组和两个指针来表示队列，其中一个指针front指向队头元素，另一个指针rear指向队尾元素的下一个位置。入队操作将元素插入队尾，出队操作将队头元素删除。顺序队列的缺点是当队满时，无法再进行插入操作。链式队列使用链表来表示队列，通过设置一个头指针和一个尾指针来表示队列的头部和尾部。入队操作在链表尾部插入结点，出队操作删除头部结点。 队列在现实生活中有很多应用，比如排队、操作系统中的进程调度和打印队列等。排队场景中，人们按照先来先服务的原则，先进队列的人先被服务。操作系统的进程调度也使用了队列的原理，将不同优先级的进程按照优先级顺序放入队列中，然后按照一定的调度算法从队列中选择下一个要执行的进程。打印队列是指多个用户共用一台打印机，他们提交的打印作业按照提交的顺序进入打印队列，然后依次打印。 综上所述，栈和队列是数据结构中很重要的内容，它们分别表示了先进后出和先进先出的特点，通过顺序栈、链栈、顺序队列和链式队列等方式进行实现，广泛应用于编程和现实生活中。