用链表实现栈和队列
线性表-链接存储的栈和队列

索引存储的优点
查寻某个结点k,无须遍查F中的所有结点。 只需根据结点k的性质p,计算索引函数求 得i,从索引表中找到结点xi,得到子线性 表Fi的首地址。然后在线性表Fi中查找这 个结点k。
1.6.2 索引存储
4. 存储方法 (1)顺序-索引-链接,即索引表为顺序存储, 子线性表为链接存储。(常用) (2)顺序-索引-顺序,即索引表与子线性表 均为顺序存储。 (3)链接-索引-链接,即索引表与子线性表 均为链接存储。 (4)链接-索引-顺序,即索引表为链接存储, 子线性表为顺序存储。
1.6.3 散列存储
1.
概念 散列存储(也称Hash存储),通过对结点的 键值作某种运算来确定具有此结点的存放位置。 设有线性表F=(k0, k1, …, kn-1)和数组T[m], 而结点ki的键值为keyi,若h(x)是键值集合到 整数0至m-1的一个一一对应函数。对于任意 结点ki在数组T[m]中的存放位置由h(keyi)决定, 这种存放结点的方法,称为散列(Hash)存储。 函数h(x)为散列函数,数组T[m]为散列表。
9
1.6.3 散列存储
2.
问题 (1)难于选取一个从键值集合到散列表地 址空间的一一对应的函数h(x),即对于 keyi≠keyj,有可能h(keyi)=h(keyj)。这种 情况称为冲突。 (2)一旦有冲突,应选取怎样的解决方法?
这些问题留待以后解决。
0 7 78
12 9
2
-9
4 11 93
3 ^
-61
1.6.1 线性表的压缩存储
3.
压缩存储的优缺点 优点:当相同取值的结点数量较多时, 可节省存储空间。 缺点:给定序号,要求查寻相应结点, 比较困难。对于顺序存储,可用两分查 找法;对于链接存储,就需扫描几乎全 部结点。
栈和队列数据结构的特点

栈和队列数据结构的特点栈和队列是常用的数据结构,它们在程序设计和算法实现中有着重要的作用。
下面将分别介绍栈和队列的特点。
一、栈(Stack)的特点:1.先进后出(FILO):栈是一种只允许在栈顶进行插入和删除操作的线性数据结构。
元素的插入和删除都只能在栈顶进行,最后插入的元素是第一个被删除的元素。
2.后进先出(LIFO):栈中最后一个进栈的元素是第一个出栈的元素。
3.只能在栈顶进行操作:栈的操作局限于栈顶,在栈顶可以执行的操作有入栈和出栈操作,其他位置的元素无法直接访问和操作。
4.压入和弹出操作:在栈中,我们只能在栈的一端(通常是栈顶)进行数据的插入和删除操作,分别称为“压入”和“弹出”。
5.递归的应用:栈的结构特点使得它在递归算法的实现中非常有用。
递归函数调用时,每次进入一层递归都需要保存当前的状态,包括参数、局部变量等信息,在递归返回时再恢复状态。
6.存储空间的限制:栈的存储空间是有限的,当栈的元素数量超过了栈的容量时,就会发生栈溢出错误。
7.实现方式:栈可以使用数组或链表来实现。
栈的典型应用场景包括函数调用、表达式求值、括号匹配、迷宫求解等。
二、队列(Queue)的特点:1.先进先出(FIFO):队列是一种只允许在队尾插入操作,在队头删除操作的线性数据结构。
最先插入的元素是第一个被删除的元素,最后插入的元素是最后被删除的元素。
2.队头和队尾操作:队列的操作局限于队头和队尾,在队头可以执行的操作有删除,称为“出队”操作;在队尾可以执行的操作有插入,称为“入队”操作。
3.可用空间有限:队列的存储空间是有限的,当队列的元素数量超过了队列的容量时,就会无法再插入新的元素,即发生队列溢出错误。
4.实现方式:队列可以使用数组或链表来实现。
若使用链表实现的队列,可实现动态调整队列的大小。
队列的典型应用场景包括多线程任务调度、缓冲队列、消息队列等。
栈和队列都是特殊的线性数据结构,它们各自的特点使它们在不同的应用场景下得到广泛的应用。
python实现stack(栈)和队列(queue)

python实现stack(栈)和队列(queue)栈和队列是两种基本的数据结构,同为容器类型。
两者根本的区别在于:stack:后进先出这⾥写图⽚描述queue:先进先出这⾥写图⽚描述stack和queue是没有查询具体某⼀个位置的元素的操作的。
但是他们的排列是按顺序的对于stack我们可以使⽤python内置的list实现,因为list是属于线性数组,在末尾插⼊和删除⼀个元素所使⽤的时间都是O(1),这⾮常符合stack的要求。
当然,我们也可以使⽤链表来实现。
stack的实现代码(使⽤python内置的list),实现起来是⾮常的简单,就是list的⼀些常⽤操作class Stack(object):def __init__(object):self.stack = []def push(self, value):self.stack.append(value)def pop(self):if self.stack:self.stack.pop()else:raise LookupError('stack is empty!')def is_empty(self):return bool(self.stack)def top(self):#取出⽬前stack中最新的元素return self.stack[-1]定义如下的链表来实现队列数据结构:这⾥写图⽚描述定义⼀个头结点,左边指向队列的开头,右边指向队列的末尾,这样就可以保证我们插⼊⼀个元素和取出⼀个元素都是O(1)的操作,使⽤这种链表实现stack也是⾮常的⽅便。
实现代码如下:class Head(object):def __init__(self):self.left = Noneself.right = Noneclass Node(object):def __init__(self, value):self.value = valueself.next = Noneclass Queue(object):def __init__(self):#初始化节点self.head = Head()def enqueue(self, value):#插⼊⼀个元素newnode = Node(value)p = self.headif p.right:#如果head节点的右边不为NOne#说明队列中已经有元素了#就执⾏下列的操作temp = p.rightp.right = newnodetemp.next = newnodeelse:#这说明队列为空,插⼊第⼀个元素p.right = newnodep.left = newnodedef dequeue(self):#取出⼀个元素p = self.headif p.left and (p.left == p.right):#说明队列中已经有元素#但是这是最后⼀个元素temp = p.leftp.left = p.right = Nonereturn temp.valueelif p.left and (p.left != p.right):#说明队列中有元素,⽽且不⽌⼀个 temp = p.leftp.left = temp.nextreturn temp.valueelse:#说明队列为空#抛出查询错误raise LookupError('queue is empty!') def is_empty(self):if self.head.left:return Falseelse:return Truedef top(self):#查询⽬前队列中最早⼊队的元素if self.head.left:return self.head.left.valueelse:raise LookupError('queue is empty!')。
c语言链表实验报告

c语言链表实验报告C语言链表实验报告引言:链表是一种常见的数据结构,它在计算机科学中有着广泛的应用。
通过链表,我们可以动态地存储和操作数据,实现各种复杂的算法和数据结构。
本实验旨在通过使用C语言,实现一个简单的链表结构,并演示其基本操作和应用。
一、链表的定义和基本概念链表是由一系列节点组成的数据结构,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
相比于数组,链表具有动态性,可以根据需要动态地分配和释放内存空间。
链表的基本概念包括头节点、尾节点、节点插入和节点删除等。
二、链表的实现1. 定义节点结构体在C语言中,我们可以通过定义结构体来表示链表的节点。
结构体中包含一个数据成员和一个指向下一个节点的指针成员。
2. 创建链表为了创建一个链表,我们首先需要定义一个头节点,并将其指针指向NULL。
然后,通过动态分配内存,创建其他节点,并将它们按照一定的顺序链接起来。
3. 插入节点链表的插入操作可以在链表的任意位置进行。
我们可以在头节点之后或者指定节点之后插入新的节点。
插入操作的关键是修改指针的指向,使得新节点能够正确地链接到链表中。
4. 删除节点链表的删除操作可以删除链表中的任意节点。
删除操作的关键是修改指针的指向,使得被删除节点的前一个节点和后一个节点能够正确地链接起来,并释放被删除节点的内存空间。
三、链表的应用链表作为一种常见的数据结构,有着广泛的应用。
以下是链表的一些常见应用场景:1. 队列和栈链表可以用来实现队列和栈这两种常见的数据结构。
通过在链表的头部或尾部进行插入和删除操作,可以实现队列和栈的基本功能。
2. 图的表示在图的表示中,链表可以用来表示图的邻接表。
每个顶点对应一个链表,链表中存储该顶点的邻接点。
通过链表的插入和删除操作,可以方便地修改图的结构。
3. 文件系统在文件系统中,链表可以用来表示文件的目录结构。
每个目录对应一个链表,链表中存储该目录下的文件和子目录。
通过链表的插入和删除操作,可以方便地管理文件和目录。
链表应用场景

链表应用场景链表是一种常见的数据结构,在计算机科学的多个领域都有广泛应用。
下面将介绍链表在不同领域的应用场景。
1.数据库索引在数据库中,索引用于加快查询速度。
传统的数据库索引是基于B+树的,但是如果需要频繁地插入和删除数据,B+树的修改和维护成本较高。
链表索引结构的修改方便,尤其适合多次插入和删除操作的场景,因此链表索引在部分数据库中被使用。
2.编辑器撤销操作编辑器通常有撤销操作,这就需要一种能够高效插入和删除数据的数据结构。
链表由于支持O(1)时间内插入或删除某个元素,因此也是编辑器中实现撤销操作的常用数据结构。
3.内存管理链表在内存管理中有广泛应用,比如操作系统中的内存管理器。
操作系统会将内存划分成多个块,每个块对应一个页框,然后使用链表来管理这些页框。
当有一个进程需要申请内存时,操作系统可以快速分配一个空闲页框。
4.垃圾回收在面向对象的编程语言中,垃圾回收器会定期扫描堆内存中的对象,将未被引用的对象标记为垃圾并回收掉。
垃圾回收器使用链表来管理内存池,以便快速查找空闲对象、回收内存等。
5.图形学在图形学中,遍历图像的像素的顺序很重要。
一些算法需要按照特定的顺序访问像素,比如计算图像的梯度、滤波、深度优先遍历等。
链表的任意访问特性使得其在图形学中的应用非常广泛。
6.缓存链表也常被用于实现缓存。
客户端向服务器请求数据时,服务器将数据缓存在链表中。
当客户端再次请求相同的数据时,服务器可以快速地将数据返回,无需再次生成。
链表也非常适合访问频率比较低的数据,可以将这些数据缓存到链表中,避免反复查找。
7.实现队列和栈链表也可以用来实现队列和栈的数据结构。
队列和栈在编程中经常被用到,比如在实现广度优先搜索算法时需要用到队列,而深度优先搜索算法需要使用栈。
利用链表实现队列和栈时,插入和删除元素的时间复杂度都是O(1),能够满足数据结构中常规的操作。
8.视频播放在视频播放器中,将视频分为小的数据块,再用链表依次连接。
数据结构链表的特点

数据结构链表的特点一、什么是链表链表是一种常见的数据结构,它和数组一样用于存储元素,但链表的内部结构和操作方式与数组不同。
链表由一系列结点组成,每个结点包含数据和指向下一个结点的指针。
通过这种方式,链表将所有结点按顺序连接起来。
每个结点可以存储任意类型的数据,并且可以动态地插入、删除和修改。
二、链表的特点链表作为一种数据结构,具有以下几个特点:1. 非连续存储与数组不同,链表的结点在内存中可以是不连续存储的。
每个结点通过指针指向下一个结点,因此链表的元素可以在内存中分散存储。
2. 动态性链表的长度可以动态地增加或减少,可以随时插入、删除和修改结点。
这使得链表在处理需要频繁修改长度的情况下更加高效。
3. 灵活性链表的插入和删除操作非常灵活,可以在任意位置进行操作。
相比之下,数组的插入和删除操作只能在尾部进行。
4. 增删操作高效由于链表的结构特点,插入和删除结点的时间复杂度为O(1)。
当需要在链表的头部或特定位置插入或删除结点时,链表的效率要高于数组。
5. 随机访问低效链表的结点并不是连续存储的,因此无法通过下标直接访问结点,需要从头开始遍历链表才能找到目标结点。
因此,链表的随机访问效率较低,时间复杂度为O(n)。
三、链表的分类1. 单向链表单向链表是最基本的链表结构,每个结点只包含指向下一个结点的指针。
单向链表只能从头到尾遍历,不能逆向遍历。
2. 双向链表双向链表在单向链表的基础上增加了一个指向前一个结点的指针,使得链表可以双向遍历,更加灵活。
3. 循环链表循环链表是一种特殊的链表,它的尾结点指向头结点,形成一个循环。
循环链表可以无限遍历下去,常用于实现循环队列。
4. 双向循环链表双向循环链表是双向链表和循环链表的结合,既可以双向遍历,也可以无限遍历下去。
四、链表的应用链表作为一种常用的数据结构,在计算机科学中有着广泛的应用,以下是链表常见的应用场景:1. 链表存储大量数据由于链表可以动态地增加和减少结点,适用于存储大量数据的场景。
栈和队列先进先出和后进先出的数据结构

栈和队列先进先出和后进先出的数据结构栈和队列是常用的数据结构,它们分别以先进先出(FIFO)和后进先出(LIFO)的方式来组织和管理数据。
在许多编程语言中,栈和队列被广泛应用于解决各种问题。
本文将从定义、特点、应用和实现这几个方面来介绍栈和队列。
一、定义栈(Stack)是一种只允许在固定一端进行插入和删除操作的线性数据结构。
这一端被称为栈顶,而另一端被称为栈底。
栈的特点是先进后出。
队列(Queue)是一种先进先出的线性数据结构,允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作。
插入操作在队列的尾部进行,删除操作则在队列的头部进行。
二、特点2.1 栈的特点(1)插入和删除操作只能在栈顶进行,保证数据的顺序。
(2)栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,也就是最后插入的元素最先被删除。
(3)栈只能在栈顶进行插入和删除操作,不允许在中间或者底部进行操作。
2.2 队列的特点(1)插入操作只能在队列的尾部进行,保证数据的顺序。
(2)删除操作只能在队列的头部进行,始终删除最先插入的元素。
(3)队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,也就是最先插入的元素最早被删除。
三、应用3.1 栈的应用(1)函数调用和递归:栈被用于保存函数调用时的局部变量和返回地址。
(2)表达式求值:使用栈来实现中缀表达式转换为后缀表达式,然后计算结果。
(3)括号匹配:通过栈检查括号是否配对合法。
(4)浏览器的前进和后退:把浏览器的访问记录保存在栈中,方便前进和后退操作。
3.2 队列的应用(1)任务调度:使用队列管理任务,在现有任务执行完毕后按照先后顺序执行新任务。
(2)缓存管理:常用的缓存淘汰策略是先进先出,即最早进入缓存的数据最早被淘汰。
(3)消息队列:实现进程间的异步通信,提高系统的并发性和可扩展性。
(4)打印队列:打印任务按照先后顺序排队执行,保证打印的顺序。
四、实现栈和队列可以通过数组或链表来实现。
使用数组实现的栈和队列称为顺序栈和顺序队列,而使用链表实现的栈和队列称为链式栈和链式队列。
栈和队列解密数据结构中的先进后出和先进先出

栈和队列解密数据结构中的先进后出和先进先出在数据结构中,栈和队列是常用的基本数据结构之一,它们分别以先进后出(Last-In-First-Out,LIFO)和先进先出(First-In-First-Out,FIFO)的方式进行操作。
本文将解密栈和队列在数据结构中的应用以及其先进后出和先进先出的特性。
一、栈的特性和应用栈是一种具有后入先出(Last-In-First-Out,LIFO)特性的数据结构,类似于现实生活中的堆叠物体。
栈的主要操作有入栈(Push)和出栈(Pop),分别用于在栈顶添加元素和移除栈顶元素。
1. 栈的结构与表达方式栈可以使用数组或链表来实现。
数组实现的栈通常具有固定大小,链表实现的栈则可以动态扩展。
在数组实现的栈中,使用一个指针(top)来指示栈顶元素;在链表实现的栈中,链表头即为栈顶。
2. 栈的应用场景栈在计算机科学和程序设计中有广泛的应用。
其中,最常见的是函数调用和递归。
当一个函数被调用时,将当前函数的执行环境压入栈中,当函数执行完毕后,再从栈中弹出执行环境,以便返回上层函数的执行。
此外,栈还可以用于程序中的撤销操作,如文本编辑器中的撤销功能。
每一次操作都可以将当前状态入栈,撤销时则可通过出栈操作恢复到之前的状态。
二、队列的特性和应用队列是一种具有先进先出(First-In-First-Out,FIFO)特性的数据结构,类似于现实生活中的排队情况。
队列的主要操作有入队(Enqueue)和出队(Dequeue),分别用于在队尾添加元素和从队首移除元素。
1. 队列的结构与表达方式队列可以使用数组或链表来实现。
数组实现的队列通常具有固定大小,链表实现的队列则可以动态扩展。
在数组实现的队列中,使用两个指针(front和rear)分别指示队首和队尾;在链表实现的队列中,使用两个指针(head和tail)分别指示队首和队尾。
2. 队列的应用场景队列在多线程编程和操作系统中有广泛的应用。
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数据结构与算法分析实验二·实验报告姓名:XXXXXXXXXX学号:XXXXXXXXXX班级:CCCCCCCCCC XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCC实验二(1)用链表实现栈一、实验描述用链表实现一个栈。
二、实验设计1.进栈(PUSH)算法①若TOP≥n时,则给出溢出信息,作出错处理(进栈前首先检查栈是否已满,满则溢出;不满则作②);②置TOP=TOP+1(栈指针加1,指向进栈地址);③S(TOP)=X,结束(X为新进栈的元素);2.退栈(POP)算法①若TOP≤0,则给出下溢信息,作出错处理(退栈前先检查是否已为空栈,空则下溢;不空则作②);②X=S(TOP),(退栈后的元素赋给X):③TOP=TOP-1,结束(栈指针减1,指向栈顶)。
三、实验实现代码#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define DataType int#define MAXSIZE 1024typedef struct{DataType data[MAXSIZE];int top;}SeqStack;//栈初始化SeqStack *Init_SeqStack(){XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCCSeqStack *s;s=(SeqStack *)malloc(sizeof(SeqStack));if(!s){printf("空间不足\n");return NULL;}else{s->top=-1;return s;}}//判栈空int Empty_SeqStack(SeqStack *s){if(s->top== -1)return 1;elsereturn 0;}//入栈int Push_SeqStack(SeqStack *s,DataType x) {if(s->top==MAXSIZE-1)return 0;//栈满不能入栈else{s->top++;s->data[s->top]=x;return 1;}}XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCC//出栈int Pop_SeqStack(SeqStack *s,DataType *x){if(Empty_SeqStack(s))return 0;//栈空不能出栈else{*x=s->data[s->top];s->top--;return 1;}//栈顶元素存入*x,返回}//取栈顶元素DataType Top_SeqStack(SeqStack *s){if(Empty_SeqStack(s))return 0;//栈空elsereturn s->data[s->top];}int Print_SeqStack(SeqStack *s){int i;printf("当前栈中的元素:\n");for(i=s->top;i>=0;i--)printf("%3d",s->data[i]);printf("\n");return 0;}XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCCint main(){SeqStack *L;int n,num,m;int i;L=Init_SeqStack();printf("初始化完成\n");printf("栈空:%d\n",Empty_SeqStack(L));printf("请输入入栈元素个数:\n");scanf("%d",&n);printf("请输入要入栈的%d个元素:\n",n);for(i=0;i<n;i++) {scanf("%d",&num);Push_SeqStack(L,num);}Print_SeqStack(L);printf("栈顶元素:%d\n",Top_SeqStack(L));printf("请输入要出栈的元素个数(不能超过%d个):\n",n);scanf("%d",&n);printf("依次出栈的%d个元素:\n",n);for(i=0;i<n;i++){Pop_SeqStack(L,&m);printf("%3d",m);}printf("\n");Print_SeqStack(L);printf("栈顶元素:%d\n",Top_SeqStack(L));return 0;}XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCC四、实验结果XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCC实验二(2)用链表实现队列一、实验描述用链表实现一个队列。
二、实验设计队列是一种特殊的线性表,它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作。
进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。
队列中没有元素时,称为空队列。
在队列这种数据结构中,最先插入的元素将是最先被删除的元素;反之最后插入的元素将最后被删除的元素,因此队列又称为“先进先出”(FIFO—first in first out)的线性表。
队列空的条件:front=rear 队列满的条件:rear = MAXSIZE 三、实验实现代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct QNode{int data;struct QNode* next;}QNode;typedef struct QList{struct QNode* front;struct QNode* end;}QList;void InitQL(QList* QL){if(QL==NULL)QL=(QList*)malloc(sizeof(QList));QL->front=NULL;QL->end=NULL;}void InsertQL(QList* QL,int value){QNode* p;p=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));p->data=value;if(QL->front==NULL){QL->front=p;QL->end=p;p->next=NULL;}else{p->next=NULL;QL->end->next=p;QL->end=p;}}int DeleteQL(QList* QL){QNode *p;int res;if(QL->front==NULL){return -1;}res=QL->front->data;p=QL->front;if(QL->front->next==NULL){QL->front=NULL;QL->end=NULL;}else{QL->front=p->next;}free(p);XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCCreturn res;}void Print(QList* QL){QNode *p;p=QL->front;while(p){printf("%d\t",p->data);p=p->next;}}int main(){QList *ML;int i,val;ML=(QList*)malloc(sizeof(QList));InitQL(ML);for(i=0;i<34;i++){InsertQL(ML,i*8+3);}Print(ML);printf("\n");for(i=1;i<32;i++){val=DeleteQL(ML);printf("%d\t",val);}Print(ML);printf("\n");return 0;}XXXXXXXXXXX 数据结构实验报告·实验二CCCCCCCCCCCCCC四、实验结果。