[理学]数据结构-3 栈和队列.pdf

井冈山大学计算机科学系 冷明 井冈山大学计算机科学系 冷明 lengming@jgsu.edu.cn lengming@jgsu.edu.cn 知识回顾 • 线性表的链式存储 • 单链表(线性链表)及C语言实现 • 头结点 • 单链表的建立、输出、查找、插入、删除 • 单链表与顺序表的比较 • 循环单链表 • 双向链表及C语言实现 • 双向链表的插入、删除 • 一元多项式的表示及相加 3.1 栈 • 栈 （堆栈）和队列是两种在计算机科学和程序设 计中应用非常广泛的数据结构，它们的功能都是 临时性地缓存数据元素以便后面使用。 • 从抽象数据类型角度看，栈和队列是与线性表不 同的数据结构。但它们可以方便地借助于线性表 的基本结构实现，因此通常把它们看作是特殊的 操作受限的线性表。 • 栈和队列都提供了元素存入、访问和删除操作， 以及其他不多的辅助操作，如创建、判空。两种 结构的特点都体现在访问和删除操作，任何时刻 能访问、删除的元素都是默认的、唯一确定的。 当时保存着的其他元素都不能访问，不能删除。 3.1.1 栈的定义（stack ） 3.1.1 栈的定义（stack ） 定义：限定仅在表尾进行插入或删除操 作的线性表。表尾——栈顶，表头——栈 底，不含元素的空表称空栈。 由于任何时刻被访问（或删除）的元 素，一定是栈里所有元素中最后放入栈的 元素（必威体育精装版元素）。因此栈又称为后进先 出（LIFO ）表。进行插入或删除操作的一 端称为栈顶（top），另一端称为栈底 (bottom)。 3.1.1 栈的定义 3.1.1 栈的定义 假设栈S= （k ,k ,…, k ），则k 称为栈 0 1 n-1 n-1 顶元素。栈中元素按k ,k ,…, k 的次序进 0 1 n-1 栈，退栈的第一个元素应为栈顶元素。 如图3.1所示. 其工作原理类似于 铁路调度站。 图3.1栈 图3.1栈 栈的基本运算:(书P45,抽象数据类型定义） 栈的基本操作是一个封闭集合 （与线性表不同） • InitStack(S) • DestroyStack(S) • StackEmpty(S) • StackLength(S) • GetTop(s,e) • ClearStack(S) • Push(s,e) 入栈操作 • Pop(s.e) 出栈操作 3.1.2 顺序栈（静态） 栈的顺序存储结构简称为顺序栈：用 一组地址连续的存储单元依次存放自栈底 到栈顶的数据元素。 可以将栈底位置设置在数组的两端的 任何一个端点；栈顶位置是随着入栈和出 栈操作而变化的，常用一个整型变量top指 示当前栈顶的位置，通常称top为栈顶指针。 在栈顶插入新元素，则top增1；删除栈顶 元素时，top减1。 #define MAXNUM 100 //栈的最大容量 typedef int DataType; //栈元素的数据类型 typedef struct SqStack { //顺序栈类型定义 int top; //栈顶 DataType a[MAXNUM]; } SqStack, *PSqStack; PSqStack p; SqStack s;//指向顺序栈的指针 用数组来实现顺序栈。由于C语言中数组的下标 用数组来实现顺序栈。由于C语言中数组的下标 约定从0开始，因此，应该以top0表示空栈。 约定从0开始，因此，应该以top0表示空栈。 非空栈中的栈顶指针位置始终为栈顶元素位置 非空栈中的栈