数据结构 栈应用举例共40页文档
栈和队列的应用举例(全)
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队列的应用
【例】汽车加油站
随着城市里汽车数量的急速增长，汽车加油 站也渐渐多了起来。通常汽车加油站的结构 基本上是：入口和出口为单行道，加油车道 可能有若干条。每辆车加油都要经过三段路 程，第一段是在入口处排队等候进入加油车 道；第二段是在加油车道排队等候加油；第 三段是进入出口处排队等候离开。实际上， 这三段都是队列结构。若用算法模拟这个过 程，就需要设置加油车道数加2个队列。
{ { ( { (
(3)“{”进栈 (4)“{”退栈, “}”与“{”匹配
3.判定刮号不匹配的方法 例. ( ...{ ...{ ...}...] ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ (1) (2) (3) (4) (5)
(
(5)“{”退栈，“]”与“{”不匹配
行编辑程序 例. data stru**cture
↑ 栈底 ↑ 栈顶
例. # 4 + 2 * 3 – 12 / ( 7 – 5 ) # s1 s2
→
4
#
栈s1最后的顶(底)元素为表达式的值
栈的应用场景
栈的应用场景栈是一种常见的数据结构，它的特点是后进先出（Last In First Out，LIFO）。
栈的应用场景非常广泛，从计算机科学到日常生活都可以见到其身影。
本文将介绍栈在不同领域的应用场景。
1.计算机算法在计算机算法中，栈经常被用于实现递归函数、表达式求值、括号匹配等操作。
递归函数的调用过程实际上是一个栈的过程，每当一个函数调用另一个函数时，系统会将当前函数的状态信息压入栈中，待调用的函数执行完毕后再从栈中弹出上一个函数的状态信息继续执行。
表达式求值中，栈可以用于存储操作数和运算符，通过弹出栈中的元素进行计算，最终得到表达式的结果。
括号匹配中，栈可以用于判断左右括号是否匹配。
2.编译器和操作系统编译器和操作系统也是栈的常用应用场景。
在编译器中，栈用于存储函数调用的参数、局部变量和返回地址等信息。
每当函数调用时，编译器会将相关信息压入栈中，函数执行结束后再从栈中弹出相关信息。
操作系统中的函数调用、中断处理等过程也经常使用栈来保存现场信息，保证程序的正确执行。
3.网络协议在网络协议中，栈被广泛应用于网络数据的传输和处理。
TCP/IP协议栈是一个典型的例子，它将网络层、传输层、应用层等不同的协议通过栈的形式依次封装，完成数据的传输和处理。
数据包从应用层一直传输到网络层，以栈的形式不断压入和弹出，确保数据的准确传递和处理。
4.浏览器的前进后退功能在浏览器中，前进和后退功能是栈应用的典型场景。
当我们浏览网页时，每当点击一个链接或者输入一个网址，浏览器会将当前的URL 压入栈中。
当我们点击“后退”按钮时，浏览器会从栈中弹出上一个URL，完成页面的后退操作。
同样地，当我们点击“前进”按钮时，浏览器会从栈中弹出下一个URL，完成页面的前进操作。
5.撤销和恢复操作在各种应用程序中，栈可用于实现撤销和恢复操作。
例如，在文字编辑器中，当我们对文字进行修改后，可以将修改前的状态信息压入栈中，以备将来的撤销操作。
生活中常见栈的例子
生活中常见栈的例子一、图书馆书架在图书馆中，书架可以看做一个栈。
当读者借阅书籍时，图书管理员会从书架上取出一本书，这时其他书籍会依次向下移动，形成新的栈。
二、超市购物篮在超市中，购物篮可以看做一个栈。
当顾客往购物篮里放商品时，商品会被放在栈顶，当顾客需要取出商品时，栈顶的商品会先被取出。
三、电影院座位在电影院中，座位可以看做一个栈。
当顾客购买电影票时，系统会将座位信息推入栈中，当顾客进入影厅后，系统会从栈中取出座位信息。
四、餐厅菜单在餐厅中，菜单可以看做一个栈。
当顾客点餐时，服务员会从菜单栈中取出一份菜单，当顾客点的菜品上齐后，服务员会将菜单放回栈中。
五、停车场车位在停车场中，车位可以看做一个栈。
当车辆进入停车场时，系统会将车位信息推入栈中。
当车辆离开停车场时，系统会从栈中取出车位信息。
六、火车站站台在火车站中，站台可以看做一个栈。
当火车进站时，车厢会依次停靠在站台上，形成栈的结构。
当乘客下车后，车厢会依次离开站台，形成新的栈。
七、实验室药品柜在实验室中，药品柜可以看做一个栈。
当实验员需要使用药品时，他会从药品柜中取出一瓶药品，当药品使用完毕后，实验员会将药品放回药品柜中。
八、垃圾桶在生活中，垃圾桶可以看做一个栈。
当我们扔垃圾时，垃圾会被放在栈顶，当垃圾桶满了时，垃圾会从栈顶逐渐向下被压缩。
九、邮局邮箱在邮局中，邮箱可以看做一个栈。
当我们寄信时，信封会依次被放进邮箱中，形成栈的结构。
当信箱满了时，信封会从栈顶逐渐向下被压缩。
十、洗衣店衣服堆在洗衣店中，衣服堆可以看做一个栈。
当我们把衣服送到洗衣店时，衣服会被放在堆顶，当洗好后，衣服会从栈顶逐渐向下取出。
栈的应用举例
从键盘读入一个后缀表达式（字符串） ，只含有 0-9 组成的运算数及加（+） 、减（—） 、 乘（*） 、除（/）四种运算符。每个运算数之间用一个空格隔开，不需要判断给你的表达式 是否合法。 [问题分析] 后缀表达式的处理过程很简单，过程如下：扫描后缀表达式，凡遇操作数则将之压进堆 栈，遇运算符则从堆栈中弹出两个操作数进行该运算，将运算结果压栈，然后继续扫描，直 到后缀表达式被扫描完毕为止，此时栈底元素即为该后缀表达式的值。 [参考程序] program ex3; const maxn=20; var stack:array[1..maxn] of integer; s:string; function comp(s:string):integer; var ch:char; i,top,x,y,z:integer; begin top:=0; i:=1; ch:=s[i]; while i<=length(s) do begin case ch of '0'..'9':begin x:=0; while ch<>' ' do begin x:=x*10+ord(ch)-ord('0'); i:=i+1; ch:=s[i]; end; top:=top+1; stack[top]:=x; '+' '-' '*' '/' end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y+x;stack[top]:=z end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y-x;stack[top]:=z end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y*x;stack[top]:=z end; :begin x:=stack[top];top:=top-1;y:=stack[top];z:=y div x;stack[top]:=z end;
栈和队列的应用实例
栈和队列的应用实例栈和队列都是常用的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用实例：1. 栈的应用实例●表达式求值：使用栈可以方便地对表达式进行求值，如逆波兰表达式求值。
●函数调用：函数调用时，每当进入一个函数，都会将上一个函数的现场信息压入栈中，然后在函数返回时再将其弹出，以便恢复上一个函数的执行现场。
●括号匹配：使用栈可以很方便地检查输入序列中括号的匹配情况。
2. 队列的应用实例●广度优先搜索：在图中进行广度优先搜索时常使用队列，因为它满足“先进先出”的特点，可以确保搜索的顺序是按层次来进行的。
●消息队列：在分布式系统中，消息队列经常用于实现进程之间的通信，以及任务的异步处理。
●缓冲区：在计算机中，经常需要通过使用缓冲区来平衡生产者和消费者之间的速度差异，队列就是一种常用的缓冲区实现方式。
以下是具体的应用实例：栈逆波兰表达式求值逆波兰表达式是一种不需要括号的算术表达式表示方法，它将运算符写在操作数的后面，因此也被称为“后缀表达式”。
例如，中缀表达式“3 + 4 * 2 / (1 - 5)”的逆波兰表达式为“3 4 2 * 1 5 - / +”。
逆波兰表达式求值时，可以使用栈来存储数字和运算符，具体过程如下：1. 遍历逆波兰表达式中的每个元素。
2. 如果当前元素是数字，则压入栈中。
3. 如果当前元素是运算符，则从栈中弹出两个操作数进行运算，并将结果压入栈中。
4. 遍历完逆波兰表达式后，栈顶即为表达式的值。
以下是Python语言实现逆波兰表达式求值的代码：def evalRPN(tokens: List[str]) -> int:stack = []for token in tokens:if token in '+-*/': # 运算符num2 = stack.pop()num1 = stack.pop()if token == '+':stack.append(num1 + num2)elif token == '-':stack.append(num1 - num2)elif token == '*':stack.append(num1 * num2)else:stack.append(int(num1 / num2))else: # 数字stack.append(int(token))return stack[0]该函数接受一个字符串列表tokens，其中包含了逆波兰表达式的所有元素。
栈在生活中的实际例子
栈在生活中的实际例子
栈：铁路调度中用到栈。
队列：民航机票订购。
栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。
它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底。
最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。
栈具有记忆作用，对栈的插入与删除操作中，不需要改变栈底指针。
扩展资料：
由于入队和出队操作中，头尾指针只增加不减小，致使被删元素的空间永远无法重新利用。
当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时，也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。
在循环队列中，当队列为空时，有front=rear，而当所有队列空间全占满时，也有front=rear。
为了区别这两种情况，规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素，当循环队列中只剩下一个空存储单元时，队列就已经满了。
数据结构实验报告栈及其应用docx
引言概述：正文内容：一、栈的概念和基本特性1.1栈的定义栈是一种操作受限的线性表，只允许在一端进行插入和删除操作，该端称为栈顶，另一端称为栈底。
栈的特点是“后进先出”（LIFO，LastInFirstOut）。
1.2栈的基本操作栈包含几个基本操作，如入栈（Push）、出栈（Pop）、判空（IsEmpty）、判满（IsFull）等。
二、栈的顺序存储结构实现方式2.1顺序存储结构的定义栈的顺序存储结构是利用一组地质连续的存储单元依次存储栈中的元素。
数组可以作为栈的顺序存储结构进行实现。
2.2顺序存储结构的入栈操作入栈操作需要将新元素插入栈顶，并更新栈顶指针。
2.3顺序存储结构的出栈操作出栈操作需要删除栈顶元素，并更新栈顶指针。
三、栈的链式存储结构实现方式3.1链式存储结构的定义栈的链式存储结构是利用链表实现栈的存储结构。
每个链表节点包含存储元素的数据域和指向下一个节点的指针域。
3.2链式存储结构的入栈操作入栈操作需要创建一个新节点并插入到链表头部，并更新栈顶指针。
3.3链式存储结构的出栈操作出栈操作需要删除链表头节点，并更新栈顶指针。
四、栈的应用4.1递归算法栈常用于实现递归算法，通过将递归函数的参数和局部变量保存在栈中，实现递归函数的调用和返回。
4.2括号匹配栈可以判断表达式中的括号是否匹配，通过入栈和出栈操作进行括号的匹配过程。
4.3后缀表达式求值栈可以用来实现后缀表达式的求值过程，通过入栈和出栈操作计算后缀表达式的值。
五、总结本文详细讨论了栈的概念、特性、实现方式和应用。
通过了解栈的基本操作，我们可以更好地理解栈的原理和使用。
栈在计算机科学领域具有广泛的应用，对于实现递归算法、括号匹配和后缀表达式求值等问题都有重要作用。
对于进一步的学习和实践，我们需要深入理解栈的原理和实现方式，并能熟练运用栈解决问题。
希望本文能为读者对栈及其应用有一个清晰的认识。
举出4个用栈解决问题的例子
举出4个用栈解决问题的例子栈是一种重要的数据结构，主要用于模拟现实世界中的各种运算，而且它也可以用来解决复杂的问题。
栈的特点是在存储数据的同时，具有“后进先出”的原则，因此在解决一些问题时，有时会使用栈来设计算法，以解决复杂的问题。
本文将举出4个使用栈解决问题的例子，以供大家参考。
1. 中缀表达式转后缀表达式。
中缀表达式是常见的表达式，表达式中各运算符与操作数的位置是混合着的，而后缀表达式则是运算符与操作数一一对应，表达式中的运算符均在后面，因此要把中缀表达式转换成后缀表达式，就需要使用栈来储存操作数和运算符，从而实现将中缀表达式转换为后缀表达式。
2.诺塔。
汉诺塔是一个古老的游戏，它涉及在三根柱子之间移动碟子，每个时刻只能移动一个碟子，且大的碟子不能在小的碟子之上，而在计算机中模拟这个游戏时，可以使用栈来模拟，把每根柱子看作一个栈，碟子就看作放在栈中的元素，每次移动时，就是从某根柱子的栈顶取出碟子，放入另一根柱子的栈顶，从而实现移动的目的。
3.译器的词法分析。
编译器在处理输入的源代码时，首先要进行语法分析，将源代码切分成一个一个有意义的语言单位，这个过程就称为词法分析。
在词法分析中需要处理的两个困难是状态跳转和字符串的回溯，而使用栈来处理这两个困难就显得非常有效，比如字符串的回溯问题，就可以使用栈来储存源代码中扫描到的字符，以便反向查找，而在状态跳转中，也可以使用栈记录当前的状态是什么，以便在需要的时候进行回溯。
4.号匹配。
括号匹配是一类常见的问题，比如HTML文件中的括号要正确匹配，否则整个文件就会变得混乱，而为了检查括号是否匹配，使用栈就是一个很有效的解决方法，遍历文件，每当遇到一个“(”时，就将它压入栈中，而每当遇到一个“)”时，则从栈中弹出一个“(”，如果遇到“)”时栈中已经没有“(”，则说明括号不匹配，否则遍历完毕后，如果栈中还有“(”，则说明“(”多于“)”，否则括号就正确匹配了。
以上就是使用栈解决问题的4个例子，从这4个例子可以看到，栈的特性使其在解决某些复杂的问题时显得非常有用。