Ch03 List,Stacks,and Queues课件
CHAP3栈和队列(1)PPT课件
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2.顺序栈的基本操作 -----初始化栈(1)-----
void InitStack (SqStack &S){
// 构造一个空的顺序栈 S
S.base=new
SElemType[STACK_INIT_SIZE];
if(!S.base) exit(OVERFLOW);
S.top = S.base; //设置栈底和栈顶指针
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主要操作：入栈与出栈
top
E
D
C
top
B
top base
A
base
A base
A进栈
B C D E 进栈
栈的特点 后进先出LIFO
E D C B A
E D C 出栈
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思考：假设有A,B,C三个元素进S栈的顺序是 A,B,C，写出所有可能的出栈序列。
ABC ACB
A BB C
BAC BCA CAB CBA
设数组大小为M top=0,栈空，此时出栈，则下溢（underflow) top=M,栈满，此时入栈，则上溢（overflow)
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1. 顺序栈的存储结构
//----- 栈的顺序存储表示 ----#define STACK_INIT_SIZE 100;
typedef struct { SElemType *base; //栈底指针 SElemType *top; // 栈顶指针 int stacksize; //当前已分配的栈空间
InitStack(&S) DestroyStack(&S)
StackLength(S) StackEmpty(S)
GetTop(S, &e) ClearStack(&S)
数据结构 第3章 栈和队列PPT课件
else
{
s.top++;
s.stack[s.top]=x;
}
}
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30.10.2020
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（３）退栈
void pop(seqstack &s)
30.10.2020
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2、栈的五种运算
（1）初始化栈
void inistack(seqstack &s)
{
s.top=0;}源自******上课时请保持课堂的安静，谢谢大家！！！
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主要内容 栈
队列
这两种结构都是特殊的线性表
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数据结构 电子教案 — [ 湖北汽车工业学院 软件教研室 马春江 特别制作 ]
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Operation：
Void inistack(&s) //将栈S置为一个空栈(不含任何元素)
Void Push(&s,x) //将元素X插入到栈S中，也称为 “入栈”、 “插 入”、 “压入”
Void Pop(&s) //删除栈S中的栈顶元素，也称为”退栈”、 “删 除”、 “弹出”
第3章栈和队列素材PPT课件
{
if (top == NULL) return 1;
else return 0;
}
3) Lpush(slink *ptop, datatype x ) //进栈
{
slink p = (slink)malloc(sizeof(snode)) ; //生成进栈p节点
p->data = x;
p->next = *ptop; *ptop = p; //p节点作为新的栈顶链入
X出栈
栈顶top 栈底bottom
X
an-1
…
a1 a0
.
C语言函数调用和返回 是如何正确实现的？
2
栈的定义及其基本操作
栈的特点： ✓ 后进先出（Last In First Out，LIFO）
若元素进栈顺序为a0，a1，…，an-1，则出栈顺序是an-1，an-2，…， a0，即后进栈的元素先出栈，故栈可称作“后进先出” 的线性表。 ✓ 栈顶是唯一的出入口
Push(&S, e) 初始条件：栈S存在且未满。 操作结果：插入数据元素e，使之成为新栈顶元素。
Pop(&S) 初始条件：栈S存在且非空。 操作结果：删除S的栈顶元素并返回其值。
GetTop(S) 初始条件：栈S存在且非空。 操作结果：返回栈顶元素的值。
．．．．．． } ADT Stack;
.
5
3.1 栈
S->top
S = (sqlink)malloc(sizeof(sqstack))；
则S指向一个顺序栈，如右图所示。
1
栈顶元素an-1写作：S->data [S->top] 栈空时S->top == -1
0
数据结构3栈和队列PPT教学课件
~AStack() { delete [] elements; } // Destructor
void clear() { top = 0; }
注意：这里top在第I个位置
2020/12/12
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一些重要的条件
栈满：top==maxSize-1； 栈空：top==-1
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链式栈
{
private:
int MaxSize;
// 栈中最大元素个数
int top;
// 栈中实际元素个数
T *elements; // 存储栈元素的数组
public:
AStack(int sz =DefaultListSize) // Constructor
{ size = sz; top = 0; elements = new T[sz]; }
virtual void MakeEmpty() = 0; virtual int isEmpty（） virtual int isFull（）=0
};
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顺序栈
由于栈是运算受限的线性表，因此 线性表的存储结构对栈也适应。
栈的顺序存储结构简称为顺序栈， 它是运算受限的线性表。因此，可用 数组来实现顺序栈。因为栈底位置是 固定不变的，所以可以将栈底位置设 置在数组的两端的任何一个端点；栈 顶位置是随着进栈和退栈操作而变化 的，故需用一个整型变量top
时间上：顺序栈为O(1),链式栈为O(1) 空间上：顺序栈要一个固定的长度，当栈不够
满时，空间浪费；链式栈长度可变，但对于每 个元素需要一个链接域，产生结构性开销。 何时使用顺序栈？ 当要实现多个栈时，可用一个数组存储两个栈， 且最好是一个栈增长时另一个栈缩短。
chap3 栈和队列.ppt
例如：写一函数求n!
float fac ( int n) {
float f; if(n<0) printf(“n<0,data error!\n”); else if(n= =0||n= =1) f=1; else f=fac(n-1)* n ; return f; }
以求4的阶乘为例：
fac(4)=4*fac(3)
Void mapcolor(int R[][],int n,int s[])
{
(7)
s[1]=1; // 1号区域染1色
I=2; J=1; // I为区域号，J为染色号
while ( I<=n)
(2)
{ while(( J<=4)&&(I<=n))
(6)
{ k=1; // k表示已经着色的区域号
while(( K<I)&&(s[K]R[I,K]!=J)) K=K+1; // 若不相邻，或若相邻且不重色，对下一个区域判断。
第三章 栈和队列
栈和队列是两种特殊的线性表，它们是运算时要 受到某些限制的线性表，故也称为限定性的数据 结构。
3.1 栈
3.1.1栈的定义
栈：限定只能在表的一端进行插入和删除的特殊的线性表
设栈s=（a1，a2，. . . ,ai，. . . ，an），
其中a1是栈底元素， an是栈顶元素。
进栈 出栈
0 a1
}
出栈算法：
int pop(int s[ ], int *ptop, int *py) {
int top;
栈s
top=*ptop;
if(top= =0)
通过指针变量py
带回出栈元素
《栈和队列》课件
栈与队列的区别
数据存储方式
栈是后进先出（Last In First Out, LIFO）的数据结构，新元素总是被添加到栈顶，移除 元素时也是从栈顶开始。而队列是先进先出（First In First Out, FIFO）的数据结构，新 元素被添加到队列的尾部，移除元素时从队列的头部开始。
操作方式
栈的主要操作有push（添加元素）和pop（移除元素），而队列的主要操作有enqueue （添加元素）和dequeue（移除元素）。
《栈和队列》ppt课件
目录
CONTENTS
• 栈的定义与特性 • 队列的定义与特性 • 栈与队列的区别与联系 • 栈和队列的实现方式 • 栈和队列的算法实现 • 总结与思考
01 栈的定义与特性
CHAPTER
栈的定义
栈是一种特殊的线性 数据结构，遵循后进 先出（LIFO）原则。
栈中的元素按照后进 先出的顺序排列，最 新加入的元素总是位 于栈顶。
02
如何实现一个队列，并 实现其基本操作（ enqueue、dequeue、 front）？
03
栈和队列在应用上有哪 些区别？请举例说明。
04
请设计一个算法，使用 栈实现括号匹配的功能 ，并给出测试用例。
谢谢
THANKS
。
队列的应用场景
任务调度
在任务调度中，可以将任 务按照优先级放入队列中 ，按照先进先出的原则进 行调度。
网络通信
在网络通信中，可以将数 据包放入队列中，按照先 进先出的原则进行发送和 接收。
事件处理
在事件处理中，可以将事 件放入队列中，按照先进 先出的原则进行处理。
03 栈与队列的区别与联系
CHAPTER
应用场景
栈和队列PPT课件
p=Q.front->next;
e=p->data;
Q.front->next=p->next;
if(Q.rear==p) Q.rear=Q.front;
free(p);
return OK;
}
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
typedef struct
{ Selemtype *base; //在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL
Selemtype *top; //栈顶指针
int
stacksize; //当前已分配的存储空间，以元素为单位
} sqstack;
栈的基本操作：P46
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
x
x
y^ rear
y^ rear
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
❖构造空队列
status InitQueue(LinkQueue &Q) {
Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(Qnode));
若表达式未输入完，转1
例 计算 4+3*5
后缀表达式：435*+
top 3
top 4
4
top 5 3
7
top top
数据结构 第3章 栈和队列PPT课件
an
情况：
反序：
正序：其他
×
进入
栈
a1
底
******上课时请保持课堂的安静，谢谢大家！！！
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数据结构 电子教案 — [ 湖北汽车工业学院 软件教研室 马春江 特别制作 ]
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课堂作业： 1.把输入序列 1 2 3 经过栈的操作可能 的所有结果进行讨论
30.10.2020
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2、栈的五种运算
（1）初始化栈
void inistack(seqstack &s)
{
s.top=0;
}
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3.1.3 栈的抽象数据类型描述
ADT Stack is
Data：
含 有 n 个 元 素 a1,a2,a3,…,an, 按 LIFO 规 则 存 放 ， 每 个 元 素 的 类 型 都 为 elemtype。
Operation：
Void inistack(&s) //将栈S置为一个空栈(不含任何元素)
Void Push(&s,x) //将元素X插入到栈S中，也称为 “入栈”、 “插 入”、 “压入”
ch3-队列课件PPT
根据任务的优先级进行调度，优先 处理优先级高的任务，以提高队列 的整体处理效率。
队列的并发控制
锁机制
无锁数据结构
使用锁机制来控制多个线程对队列的 并发访问，确保队列操作的原子性和 一致性。
使用无锁数据结构来设计队列，以提 高队列的并发性能和可扩展性。
信号量机制
使用信号量机制来控制队列的并发访 问，避免因并发访问而导致的资源竞 争和死锁问题。
队列在图论中的应用
最短路径算法
Dijkstra算法和Bellman-Ford算法是两种常用的求解最短路径问题的算法。它 们都利用了队列来存储待处理的节点，以便按照距离进行优先处理。
拓扑排序
拓扑排序是针对有向无环图的一种排序算法，它将图中的节点按照一定的顺序 排列，使得对于任意一条有向边(u, v)，u都在v的前面。拓扑排序利用队列来存 储待处理的节点。
THANKS
感谢观看
清空队列通常使用clear()函数实现，它将删除队列中的 所有元素。
获取队列的大小通常使用size()函数实现，它返回一个 整数表示队列中元素的数量。
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队列的实现方式
数组实现队列
优点
数组实现队列时，由于数组的索引访 问速度较快，所以添加和删除操作的 时间复杂度为O(1)。
缺点
当队列的大小超过数组大小时，需要 重新分配更大的数组空间，并将原有 元素复制到新数组中，这会导致较大 的空间和时间开销。
ch3-队列课件
• 队列的定义与特点 • 队列的基本操作 • 队列的实现方式 • 队列的典型算法 • 队列的优化与改进
01
队列的定义与特点
队列的基本概念
01
队列是一种特殊的线性表，只允许 在表的前端（front）进行删除操 作，在表的后端（rear）进行插入 操作。
数据结构经典课件 第3章 栈与队列
1第3章栈和队列3.1 栈3.2 队列2栈和队列是两种特殊的线性表，其特殊性在于插入和删除运算的限制上。
这两种线性结构在程序设计中经常使用。
33.1 栈3.1.1 栈的抽象数据类型3.1.2 顺序栈3.1.3 链式栈3.1.4 栈的应用举例3.1.5 栈与递归43.1 栈(stack)栈是一种限定仅在一端进行插入和删除操作的线性表。
插入：入栈（压栈） 删除：出栈（退栈） 插入、删除一端被称为栈顶（浮动），另一端称为栈底（固定）。
特征：后进先出(LIFO表，Last-In First-Out)。
k 0k 1k 2k 3栈底栈顶出栈入栈53.1.1 栈的抽象数据类型template <class ELEM> class Stack {public:void clear(); // 清空bool push(const T item); // 入栈bool pop(T& item); // 出栈bool top(T& item); // 返回栈顶内容bool is Empty(); //判栈是否空bool isFull(); // 判栈是否满};6栈的实现顺序栈采用顺序存储结构表示的栈链式栈采用链式存储结构表示的栈7template <class T>class arrStack : public Stack<T> {private:int mSize; // 栈容量int top; // 栈顶指针，初始为-1T *st; // 存放栈内容的连续空间public:arrStack(int size) { mSize=size; top=-1; st=new T[mSize];}arrStack() {mSize = 0; top = -1; st = null;}~arrStack() { delete[] st; }void clear() { top = -1;}bool push(const T item);bool pop(T& item);bool top(T& item);};3.1.2 顺序栈8template <class T>bool arrStack<T>::push(const T item) {if (top==mSize-1){cout<<"栈满"<endl;return false;}else {st[++top]=item;return true;}}k 0k 1k 2k 3top top栈空9自动解决栈溢出的入栈操作template <class T>bool arrStack<T>::push(const T item) {if (top==mSize-1){ // 扩展存储空间T * new2St = new T[mSize*2];for (i=0;i<top ;i++) newst[i]=st[i];delete [] st;st=newSt;mSize *=2;}st[++top]=item;return true;}10template <class T>bool arrStack<T>::pop(T& item) {if (top==-1){cout<<“栈为空，不能执行出栈操作"<endl;return false;}else {item = st[top--];return true;}}11template <class T>bool arrStack<T>::top(T& item) {if (top==-1){cout<<“栈为空，不能读取栈顶元素"<endl;return false;}else {item = st[top ];return true;}}123.1.3 链式栈\top13template <class T>class lnkStack : public Stack<T>{private:Link<T>*top; // 头指针int size; // 结点个数public:lnkStack(int defSize) { top=NULL; size=0; }~lnkStack() { clear(); }void clear();bool push(const T item);bool pop(T& item);bool top(T& item);}；14template <class T>void lnkStack::clear(){while (top!=NULL) {Link<T>* temp = top;top = top->next;delete temp;}size=0;}template <class T>bool lnkStack::push(const T item){Link<T>* tmp=new Link<T >(item, top );top=tmp;size++;return true;}template <class T>bool lnkStack::pop(T& item) {Link<T>* item;if (size==0){cout<<"栈空"<<endl;return false;}item=top->data;tmp=top->next;delete top;top=tmp;size--;return true;}153.1.4 栈的应用举例数制转换 迷宫问题表达式括号匹配检验 表达式求值 背包问题161.数制转换（1348）10=（2504）8==========================N N/8 N%81348 168 416821 021 2 52 0 2while (N) {N%8入栈；N/8=>N;}while (栈非空）{出栈；输出；}17//将非负十进制整数转换成八进制输出void conversion( ){Stack s;cin>>N;while (N){s.push( N%8); N=N/8;}while (!s.isEmpty()){s.pop(e); cout<<e;}}182.迷宫问题1234567891011121314151617181213141516171819201419*1234o o o o oo o o o o o oo o o o o o入口出口20*1234入口出口0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112345687109OO21算法基本思路“穷举求解”，即从入口出发，沿某一方向向前试探，若能走通，则继续往前走；否则原路退回，换一个方向再继续试探，直到走到出口或确定无路可走为止。