数据结构与算法应用教程课件作者高佳琴第4章节完栈与队列.ppt

尚辅网 / 数据结构与算法实用教程 主编 高佳琴 第4章　栈与队列 本章要点： 1)栈的定义和结构特点，栈的存储方式(顺序存储与链接存储)和基本操作的实现算法。 2)队列的定义和结构特点，队列的存储方式和基本操作的实现算法。 3)栈和队列的应用。 本章难点： 1)栈的特性，栈的存储结构，栈的基本操作实现算法。 2)队列基本操作的实现算法。 3)栈和队列的应用。  4.1　栈 4.1.1　栈的基本概念4.1.2　栈的存储方式和基本操作的实现算法 4.1.1　栈的基本概念 栈(stack)是限定在表的一端进行插入或删除操作的线性表。插入元素操作称为入栈，删除元素操作称为出栈。 1)顺序栈为空，这是初始化栈后的结果。2)元素A入栈，此时top=0。3)元素B、C、D入栈，此时top=3。4)执行两次出栈操作，元素D、C出栈，此时top=1。5)再执行两次出栈操作后，栈回到初始状态，top=-1。 4.1.1　栈的基本概念 图4-1　栈的示意图 4.1.1　栈的基本概念 图4-2　栈顶指针和栈中元素之间的关系 4.1.2　栈的存储方式和基本操作的实现算法 (1)初始化栈　InitStack(S)。(2) 入栈　PushStack(S,x)。(3) 出栈　PopStack(S)。(4) 获取栈顶元素内容　GetTopStack(S)。(5) 判断栈是否为空　IsNullStack (S)。1.栈的顺序存储2.栈的链式存储 1.栈的顺序存储 图4-3　顺序栈 (1)栈空(2)栈满(3)入栈操作(4)出栈操作 1.栈的顺序存储 图4-4　入栈操作算法流程 1.栈的顺序存储 图4-5　出栈操作算法流程 2.栈的链式存储 图4-6　栈的链式存储结构 图4-7　链栈的操作a)含有两个元素的栈　b)插入元素后的栈　c)删除两个元素后的栈 2.栈的链式存储 (1)空栈(2)栈满(3)入栈操作(4)出栈操作 图4-8　出栈操作算法流程 4.2　队列 4.2.1　队列的基本概念4.2.2　队列的基本操作4.2.3　队列的存储方式和基本操作的实现算法 4.2.1　队列的基本概念 图4-9　队列示意图 队列(queue)是一种特殊的线性表。它的特点是插入操作限定在表的一端进行，而删除操作则限定在表的另一端进行。允许删除操作的一端称为队头(front)，允许插入操作的一端称为队尾( rear)， 4.2.2　队列的基本操作 (1) 初始化队列　InitQueue(q)。(2) 入队　EnterQueue(q,x)。(3) 出队　DelQueue(q,x)当队列中有元素存在时，删除队头元素，返回队头元素的值，且其后继为新的队头元素，队列减少一个元素。(4) 获取队头元素内容　getfirstQueue(q,x)。(5) 判断队列是否为空　IsNullQueue(q)。 4.2.3　队列的存储方式和基本操作的实现算法 1.顺序队列的数据类型2.顺序队列中的溢出现象3.循环队列的结构及实现 1.顺序队列的数据类型 (1)初态(2)队空状态(3)队满状态(1)入队操作(2)出队操作 2.顺序队列中的溢出现象 (1)“下溢”现象　当队列为空时，作出队运算产生的溢出现象。(2)“真上溢”现象　当队列满时，做入队运算产生空间溢出的现象。(3)“假上溢”现象　顺序队列的入队和出队并不是完全像现实生活中的排队，一个人出队后，其他人依次向前移动，而是队头位置在移动。 图4-10　“假上溢”示意图 3.循环队列的结构及实现 图4-11　循环队列示意图 3.循环队列的结构及实现 图4-12　第二种方法示意图 3.循环队列的结构及实现 图4-13　入队操作算法流程图 3.循环队列的结构及实现 图4-14　出队操作算法流程图 4.3　栈与队列的应用 4.3.1　栈的应用4.3.2　队列的应用 4.3.1　栈的应用 １) 若Ｎ≠０，则将Ｎ％r压入栈s中，执行2);若Ｎ＝０，将栈s的内容依次出栈，算法结束。２) 用Ｎ／r代替Ｎ。1)当栈已空，串中还有右括弧，说明已检测部分的右括弧多于左括弧，不配对；2)当括号串已检测空，栈还有左括弧，说明左括弧多于右括弧，不配对；3)当括号串检测完时，栈也空了，说明左括弧等于右括弧，配对。 ２) 用Ｎ／r代替Ｎ。 表格 4.3.2　队列的应用 1)栈是一种只允许在一端进行插入和删除的线性表，栈顶元素总是最后入栈的，因而最先出栈；栈底元素总是最先入栈的，因而也是最后出栈。2)栈的顺序存储结构。3)栈的链式存储结构。4)队列。 习题 1.填空题2.简答题3.写出下列程序段的运行结果(程序中的元素类型是char)4.算法设计