线性表_栈与队列_串与数组2012

int front，rear;
} sequeue; sequeue sq 规定： 头指针front总是指向当前队头元素的前一个位 置，尾指针rear指向当前队尾元素的位置。
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/* 顺序队列的类型 */ /* sq 是顺序队列的指针 */
队列的基本操作
• 初始化队列。
• 判定队列是否为空。
• 入队操作。 • 出队操作。
栈底 栈顶 an
…
栈顶元素
a2 a1 栈底元素
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栈
逻辑结构 存储结构 运算规则 实现方式 与线性表相同，仍为一对一( 1:1)关系。
用顺序栈或链栈存储均可，但以顺序栈更常见 只能在栈顶运算，且访问结点时依照后进先出 （LIFO）的原则。
关键是编写入栈和出栈函数，具体实现依顺 序栈或链栈的存储结构有别而不同。
用返回时能从断点继续往下执行
– 例：设有一个主程序，它调用函数a，a又调用函数b
，b又调用函数c，其中r，s，t分别表示返回地址
main函数
函数a
函数b
函数c
r
s
t
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函数的调用
t s r r s r
(a) 调用函数a，r进栈
(b) 调用函数b，s进栈
(c) 调用函数c，t 进栈
s
r r
(d) 返回到函数b,t退栈
括号配对的三种失配情况：
1. 当扫描到右括号时栈为空----无左括号相配;
2. 栈不空，但右括号与当前的栈顶元素不配对; 3. 字符串扫描结束，但栈不空----有剩余的左括号 未配完。
返回
函数的调用
• 在函数调用中，一个函数的执行没有结束，又开始另一 个函数的执行，用栈来保存函数中的返回地址，以便调
struct snode *next; //指针
} Stack;
Stack *top;
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top
data
next 栈顶
… 栈底
栈空时，top==NULL； 非空时，top指向栈顶元素； 链栈的空间不固定。
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链栈中为何不设置头结点?
• 链栈不需要在头部附加头结点，因为栈都
是在头部进行操作的，如果加了头结点，
此处“指针”非指针变 量，是标记栈顶元素位 置的一个整型变量。
top=n-1
top=0 top=-1
a1
an an-1 … a3 a2 a1
top=n-2
an-1 … a3 a2 a1
规定：栈空时，top=-1；
顺序栈的空间固定。
不同的书对top 初值有不同的 定义！
非空时，top位于栈顶元素的位置；
rear
F E
front
(c)A,B,C,D相继出队
(d)E,F入队
总结队列为空与队列为满的条件
}
返回
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取顺序栈顶元素
int GetTop( Stack *S, DataType *x)
{ //若栈不空，则返回1，否则返回0
if (S->top==-1) { printf（”\n stack is empty”); return 0;} else {
*x= S->data[ S->top];
int Pop(Stack *S, DataType *x) { //若栈不空，则删除S的栈顶元素，用x返回其值，
并返回1；否则返回0 if (S->top == -1) { printf（”\n stack is empty”); return 0;} else { *x= S->data[ S->top]; S->top--; return 1; }
(e) 返回到函数a,s退栈
(f)返回到main，r退栈
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队列
• 在现实生活中，队列比比皆是，它反映 “先来先服务”的处理原则。 • 若线性表的插入操作在一端进行，删除操 作在另一端进行，则称此线性表为队列。
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队列—结构
队头front
队尾rear
a1, a2, a3, a4, ..., an
返回
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取栈顶元素
int GetTop(Stack * top, DataType *x)
{ //若链栈不空，则返回1，否则返回0；
if (top= =NULL)
return 0;
else {
*x= top->data;
return 1;
}
}
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典型问题分析
int GetTop (Stack *S, DataType *x) { //若栈不空，则返回1，否则返回0 if (S->top==-1) return 0; else { x = (DataType *)malloc(sizeof(DataType)); *x= S->data[ S->top]; return 1; } }
计算机软件基础
张新峰 综合楼802 作业发至邮箱：bjupczxf@ 课件下载：zxf_wmei@ Key:rjjc2012 Tel: 67391587-802
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2.3 栈和队列
• 2.3.1 栈
– 栈的定义 – 栈的表示与实现
• 栈的顺序存储结构及其运算 • 栈的链式存储结构及其运算
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例1：一个栈的输入序列为1、2、3，若在入栈的过 程中允许出栈，则可能得到的出栈序列是什么？ 答： 可以通过穷举所有可能性来求解： ① 1入1出， 2入2出，3入3出， 即123；
② 1入1出， 2、3入，3、2出，
④ 1、2入，2、1出，3入3出， 合计有5种可能性。
即132；
即213；
③ 1、2入，2出， 3入，3、1出， 即231； ⑤ 1、2、3入，3、2、1出， 即321；
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栈的基本操作
1. 初始化栈S为空栈。
2. 判定S是否为空栈。 3. 进栈操作。
4. 出栈操作。
5. 取栈顶元素。
返回
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顺序栈初始化
Stack *InitStack( ) { //构造一个空栈S Stack *S ； S =(Stack*) malloc (sizeof(Stack)); S->top=-1; return S; }
返回
判定顺序栈是否为空栈
int EmptyStack(Stack *S)
{ //若栈空，则返回1，否则返回0 if (S->top==-1) { printf（”\n stack is empty”); return 1;} else return 0; } 返回
顺序栈进栈算法
//插入元素x为新的栈顶元素
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栈一般线性表异同
栈是一种特殊的线性表，它只能在表的一端（即栈顶） 进行插入和删除运算。 与一般线性表的区别：仅在于运算规则不同。
一般线性表 逻辑结构：1:1 存储结构：顺序表、链表 运算规则：随机存取 堆栈 逻辑结构： 1:1 存储结构：顺序栈、链栈 运算规则：后进先出
“进”＝插入=压入=PUSH（an+1) “出”＝删除=弹出=POP(an)
返回
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•栈 栈的应用举例 数制转换
数制转换
原理： N = ( N div d) × d ＋ N mod d 例： ( 1348 ) 10 ＝ ( 2504 ) 8
•8 •1348 •8 •168 •4 •0 •结 •5 •果 •借助一个栈 来反转计算结 果的顺序
•8 •21
•8 •2
•0
等于要对头结点之后的结点进行操作，反
而使算法更复杂，所以只要有链表的头指
针就可以了。
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链栈的基本操作
1. 初始化栈S为空栈。
2. 判定S是否为空栈。 3. 进栈操作。
4. 出栈操作。
5. 取栈顶元素。
返回
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链栈初始化
Stack *InitStack( ) { //构造一个空链栈 return NULL; }
D C B A
sq->front=3
sq->front=-1
A、B、C、D相继出队
E、F相继入队
队列的运算总结
• 入队运算
sq－>rear++; /* 尾指针加1 */
sq－>data[sq－>rear]=x; /* x入队 */
• 出队运算
sq－>front++; /* 头指针加1 */
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m-1=5 4 3 2 1 0 rear front -1 (a)空队列 front front
} //conversion
•栈 栈的应用举例 括号匹配的检验
括号匹配的检验 ( …{…}…) …[…{…(…)...[…]…}…[…]…]
[ (
{ [
[ (
•栈 栈的应用举例 括号匹配的检验
例：检验括号匹配
( …{…}…) …[…{…(…)...[…]
[ (
{
[ (
•栈 栈的应用举例 括号匹配的检验
int Push(Stack *S, DataType x)
{ if (S->top==MAXSIZE-1) printf（”\n stack is full”); return 0;
else
{ S->top++; S->data[ S->top]=x; return 1; } }
返回
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顺序栈出栈算法
返回
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链栈是否为空算法
int EmptyStack ( Stack *top)
{ //若链栈空，则返回1，否则返回0 if ( top==NULL) return 1; else return 0;