栈与队列(ACM)讲解
数据结构-栈与队列

栈 1.6栈的应用
运算符的优先级关系表在运算过程中非常重要,它是判定进栈、出栈的重要依据。
θ1
θ2
+
-
+
>
>
-
>
>
*
>
>
/
>
>
(
<
<
)
>
>
#
<
<
*
/
(
)
#
<
<
<
>
>
<
<
<
>
>
>
>
<
>
>
>
>
<
>
>
<
<
<
=
>
>
>
>
<
<
<
=
栈
1.6栈的应用
下面以分析表达式 4+2*3-12/(7-5)为例来说明求解过程,从而总结出表达式求值的算 法。求解中设置两个栈:操作数栈和运算符栈。从左至右扫描表达式:# 4+2*3-12/(7-5) #, 最左边是开始符,最右边是结束符。表达式求值的过程如下表所示:
1.4栈的顺序存储结构
设计进栈算法——Push 函数。首先,判断栈是否已满,如果栈已满,就运用 realloc 函 数重新开辟更大的栈空间。如果 realloc 函数返回值为空,提示溢出,则更新栈的地址以及栈 的当前空间大小。最终,新元素入栈,栈顶标识 top 加 1。
数据结构--栈和队列基础知识

数据结构--栈和队列基础知识⼀概述栈和队列,严格意义上来说,也属于线性表,因为它们也都⽤于存储逻辑关系为 "⼀对⼀" 的数据,但由于它们⽐较特殊,因此将其单独作为⼀篇⽂章,做重点讲解。
既然栈和队列都属于线性表,根据线性表分为顺序表和链表的特点,栈也可分为顺序栈和链表,队列也分为顺序队列和链队列,这些内容都会在本章做详细讲解。
使⽤栈结构存储数据,讲究“先进后出”,即最先进栈的数据,最后出栈;使⽤队列存储数据,讲究 "先进先出",即最先进队列的数据,也最先出队列。
⼆栈2.1 栈的基本概念同顺序表和链表⼀样,栈也是⽤来存储逻辑关系为 "⼀对⼀" 数据的线性存储结构,如下图所⽰。
从上图我们看到,栈存储结构与之前所了解的线性存储结构有所差异,这缘于栈对数据 "存" 和 "取" 的过程有特殊的要求:1. 栈只能从表的⼀端存取数据,另⼀端是封闭的;2. 在栈中,⽆论是存数据还是取数据,都必须遵循"先进后出"的原则,即最先进栈的元素最后出栈。
拿图 1 的栈来说,从图中数据的存储状态可判断出,元素 1 是最先进的栈。
因此,当需要从栈中取出元素 1 时,根据"先进后出"的原则,需提前将元素 3 和元素 2 从栈中取出,然后才能成功取出元素 1。
因此,我们可以给栈下⼀个定义,即栈是⼀种只能从表的⼀端存取数据且遵循 "先进后出" 原则的线性存储结构。
通常,栈的开⼝端被称为栈顶;相应地,封⼝端被称为栈底。
因此,栈顶元素指的就是距离栈顶最近的元素,拿下图中的栈顶元素为元素 4;同理,栈底元素指的是位于栈最底部的元素,下中的栈底元素为元素 1。
2.2 进栈和出栈基于栈结构的特点,在实际应⽤中,通常只会对栈执⾏以下两种操作:向栈中添加元素,此过程被称为"进栈"(⼊栈或压栈);从栈中提取出指定元素,此过程被称为"出栈"(或弹栈);2.3 栈的具体实现栈是⼀种 "特殊" 的线性存储结构,因此栈的具体实现有以下两种⽅式:1. 顺序栈:采⽤顺序存储结构可以模拟栈存储数据的特点,从⽽实现栈存储结构。
信息学奥赛知识点(十二)—栈和队列

栈和队列是信息学竞赛中经常涉及的数据结构,它们在算法和程序设计中有着广泛的应用。
掌握栈和队列的基本原理和操作方法,对于参加信息学竞赛的同学来说是非常重要的。
本文将深入探讨栈和队列的相关知识点,帮助大家更好地理解和掌握这两种数据结构。
一、栈的定义与特点栈是一种先进后出(LIFO)的数据结构,它的特点是只允许在栈顶进行插入和删除操作。
栈可以用数组或链表来实现,常见的操作包括压栈(push)、出栈(pop)、获取栈顶元素(top)等。
栈的应用非常广泛,比如在计算机程序中,函数的调用和返回值的存储就是通过栈来实现的。
二、栈的基本操作1. 压栈(push):将元素压入栈顶2. 出栈(pop):将栈顶元素弹出3. 获取栈顶元素(top):返回栈顶元素的值,但不把它从栈中移除4. 判空:判断栈是否为空5. 获取栈的大小:返回栈中元素的个数三、栈的应用1. 括号匹配:利用栈来检查表达式中的括号是否匹配2. 表达式求值:利用栈来实现中缀表达式转换为后缀表达式,并进行求值3. 迷宫求解:利用栈来实现迷宫的路径搜索4. 回溯算法:在深度优先搜索和递归算法中,通常会用到栈来保存状态信息四、队列的定义与特点队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,它的特点是只允许在队尾进行插入操作,在队首进行删除操作。
队列同样可以用数组或链表来实现,常见的操作包括入队(enqueue)、出队(dequeue)、获取队首元素(front)、获取队尾元素(rear)等。
队列在计算机领域也有着广泛的应用,比如线程池、消息队列等都可以用队列来实现。
五、队列的基本操作1. 入队(enqueue):将元素插入到队列的末尾2. 出队(dequeue):从队列的头部删除一个元素3. 获取队首元素(front):返回队列的头部元素的值4. 获取队尾元素(rear):返回队列的尾部元素的值5. 判空:判断队列是否为空6. 获取队列的大小:返回队列中元素的个数六、队列的应用1. 广度优先搜索算法(BFS):在图的搜索中,通常会用队列来实现BFS算法2. 线程池:利用队列来实现任务的调度3. 消息队列:在分布式系统中,常常会用队列来进行消息的传递4. 最近最少使用(LRU)缓存算法:利用队列实现LRU缓存淘汰在信息学竞赛中,栈和队列的相关题目经常出现,并且有一定的难度。
栈和队列知识点

栈和队列知识点一、栈的知识点。
1. 定义。
- 栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表。
它按照后进先出(Last In First Out,LIFO)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。
例如,有一个栈用来存放盘子,只能从最上面(栈顶)取盘子或者放盘子,最先放进去的盘子在最下面(栈底),最后放进去的盘子在最上面。
2. 基本操作。
- 入栈(Push)- 操作:将元素插入到栈顶。
例如,在一个空栈中,入栈一个元素1,此时栈中只有一个元素1,它既是栈底元素也是栈顶元素;再入栈一个元素2,那么2就成为了栈顶元素,1在栈底。
- 出栈(Pop)- 操作:删除栈顶元素并返回该元素的值。
例如,对于刚才有元素1和2的栈,执行出栈操作后,将返回2,并且栈中只剩下元素1。
- 获取栈顶元素(Top或Peek)- 操作:返回栈顶元素的值,但不删除该元素。
例如,对于有元素1的栈,执行获取栈顶元素操作,将返回1,栈的状态不变。
3. 栈的存储结构。
- 顺序栈。
- 用数组来实现栈。
定义一个数组来存储栈中的元素,同时需要一个变量来指示栈顶元素的位置。
例如,在C语言中,可以定义一个数组`int stack[MAX_SIZE];`和一个变量`top`来表示栈顶位置。
初始时,`top = - 1`,表示栈为空。
当入栈一个元素时,先将`top`加1,然后将元素存入`stack[top]`中;出栈时,先取出`stack[top]`中的元素,然后将`top`减1。
- 链栈。
- 用链表来实现栈。
链栈的节点结构包含数据域和指向下一个节点的指针域。
链栈的栈顶就是链表的表头。
入栈操作就是在表头插入一个新节点,出栈操作就是删除表头节点。
例如,在C++中,可以定义一个结构体`struct StackNode {int data; StackNode *next;};`来表示链栈的节点,然后定义一个指向栈顶节点的指针`StackNode *top`。
c语言栈和队列基础知识

c语言栈和队列基础知识
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊C 语言里超级重要的栈和队列基础知识。
先来说说栈吧,这就好像是一个只能从一端进出的神奇箱子。
比如说,你叠罗汉,先上去的人得最后下来,这就是栈的特点呀!你想想看,你把东西一个一个地往栈里放,最后放进去的会在最上面,要拿出来的时候也是它先出来,是不是很有趣?就像你把书一本本叠起来,要拿的时候总是最上面那本先到手。
那队列呢,这可不一样啦,它就像是排队买好吃的的队伍。
先来的人先得到服务,先进入队列的先出去。
比如说在银行排队办业务,前面的人办完了就走了,后面的人依次往前挪,这多形象啊!
嘿,你看,栈和队列虽然简单,但是在编程里用处可大了去了!比如说,当你需要按照特定顺序处理数据的时候,栈就派上用场了。
就好比你要按顺序完成一系列任务,先做的任务就放在栈里,一个一个处理。
队列呢,则在很多需要排队处理的场景中不可或缺。
比如网络中的数据包传输,就得按照先来后到的顺序来,这时候队列就发挥作用啦!“哎呀,要是没有栈和队列,那编程得多乱套啊!”
栈和队列的实现也不难哦,在 C 语言里可以用数组或者链表来实现。
这就像你有不同的工具来完成一个任务,各有各的好处。
总之啊,C 语言的栈和队列基础知识真的很重要呢,它们就像是编程世界的小魔法,能让你的代码变得更有条理,更高效。
所以,朋友们,一定要好好掌握它们呀!可别小瞧了它们哟!我的观点就是:栈和队列是 C 语言中非常关键的部分,掌握了它们,你就向编程高手迈进了一大步!。
栈和队列知识点总结

栈和队列知识点总结
嘿呀!今天咱们来好好总结一下栈和队列这两个重要的知识点!
首先呢,咱们先聊聊栈。
哎呀呀,栈是一种特殊的线性表,它的特点可太鲜明啦!栈的操作原则是“后进先出”,就好像把东西往一个桶里放,最后放进去的得最先拿出来。
比如说,在程序中,函数调用就是典型的栈的应用。
当一个函数被调用时,相关的信息,像参数、返回地址等等,都会被压入栈中。
等函数执行完,再从栈中弹出这些信息。
哇,是不是很神奇?
再看看栈的存储方式,它可以用数组实现,也可以用链表实现。
用数组实现的时候,要注意栈的大小限制,不然可能会出现溢出的问题呢!而用链表实现,虽然灵活度高,但是操作起来相对复杂一些。
然后呢,咱们来说说队列。
队列的特点是“先进先出”,这就像是排队买东西,先来的先服务。
在实际应用中,比如消息队列,就是按照队列的方式来处理消息的。
消息按照发送的先后顺序进行处理,保证了公平和有序。
队列也有不同的实现方式,循环队列是其中比较常见的一种。
循环队列可以有效地利用存储空间,避免了假溢出的情况。
比较一下栈和队列,它们虽然都是线性表,但是操作方式和应用场景大不相同呀!栈更适合处理函数调用、表达式求值这类需要回溯的问题,而队列则在任务调度、排队系统等方面发挥着重要作用。
在算法中,栈和队列也经常被用到。
比如说,深度优先搜索就会用到栈,而广度优先搜索则会用到队列。
总之呀,栈和队列是数据结构中非常基础也非常重要的知识点。
掌握好它们,对于我们理解和设计更复杂的程序和算法,那可是至关重要的呢!希望大家都能把它们学透、用好,为我们的编程之路打下坚实的基础!。
第3章栈和队列

3.1.2 栈的表示和算法实现
1.顺序栈 2.链栈
第3章栈和队列
1. 顺序栈 顺序栈是用顺序存储结构实现的栈,即利 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,同时由于栈的操作 的特殊性,还必须附设一个位置指针top( 栈顶指针)来动态地指示栈顶元素在顺序 栈中的位置。通常以top=-1表示空栈。
第 3 章 栈和队列
3.1 栈 3.2 队列 3.3 栈和队列的应用
第3章栈和队列
3.1 栈
3.1.1 栈的抽象数据类型定义 3.1.2 栈的表示和算法实现
第3章栈和队列
3.1.1 栈的定义
1.栈的定义 栈(stack)是一种只允许在一端进行插入和删除的线 性表,它是一种操作受限的线性表。在表中只允许进
行插入和删除的一端称为栈顶(top),另一端称为 栈 底 (bottom) 。 栈 的 插 入 操 作 通 常 称 为 入 栈 或 进 栈 (push),而栈的删除操作则称为出栈或退栈(pop)。 当栈中无数据元素时,称为空栈。
栈是按照后进先出 (LIFO)的原则组 织数据的,因此, 栈也被称为“后进 先出”的线性表。
第3章栈和队列
(2)入栈操作
Status Push(SqStack &S, Elemtype e)
【算法3.2 栈的入栈操作】
{ /*将元素e插入到栈S中,作为S的新栈顶*/
if (S->top>= Stack_Size -1) return ERROR;
else { S->top++;
S->elem[S->top]=e;
return OK;}
Push(S,’you’)
ACM程序设计03

栈
栈中的每个元素称为一个 frame 。而最上层元素称为 top frame。栈只支持三个操作, pop, top, push。 pop取出栈中最上层元素(8),栈的最上层元素变为早先 进入的元素(9)。 top查看栈的最上层元素(8)。 push将一个新的元素(5)放在栈的最上层。 栈不支持其他操作。如果想取出元素 12, 必须进行 3 次 pop操作。
ACM程序设计
第三讲
基本数据结构
堆栈 队列
栈
栈(stack)是简单的数据结构,但在计算机中使用广泛。 它是有序的元素集合。 栈最显著的特征是LIFO (Last In, First Out, 后进先出) 当我们往箱子里存放一叠书时,先存放的书在箱子下面, 我们必须将后存放的书取出来,才能看到和拿出早先存 放的书。
Team Queue POJ2259
Description
Queues and Priority Queues are data structures which are known to most computer scientists. The Team Queue, however, is not so well known, though it occurs often in everyday life. At lunch time the queue in front of the Mensa is a team queue, for example. In a team queue each element belongs to a team. If an element enters the queue, it first searches the queue from head to tail to check if some of its teammates (elements of the same team) are already in the queue. If yes, it enters the queue right behind them. If not, it enters the queue at the tail and becomes the new last element (bad luck). Dequeuing is done like in normal queues: elements are processed from head to tail in the order they appear in the team queue. Your task is to write a program that simulates such a team queue.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
数制转换
数制转换
标准输入输出
题目描述:
数制转换。(要求采用栈实现,练习进栈入栈函数的编写)
输入: 输入的第一行包含两个数,n,d n表示要转换的数的个数 d表示要转换成的进制数 接下来是n个十进制数
输出: 对每一测试用例,用一行输
输入样例: 2 8 123 213 输出样例: 173 325
后序表达式求值
后续表达式(逆波兰式)的特点:没有括号。
从前向后扫, 遇到操作数压栈; 遇到操作符,从栈中取出2个操作数运算,结果压栈。 最终栈中所剩的数为结果。
我们先来定义运算符的优先级: ( +,*,/,% 从上到下依次升高
中序表达式求值
中序表达式求值
准备2个栈,一个专门存放运算符,另一个专门存放操作数。 1.遇到),那么退栈计算到(为止.结果压栈。 2.遇到运算数.那么压栈。 3.如果当前运算符优先级低于栈顶运算符.那么计算栈顶运算符并将 结果压栈. 4.否则压栈.
#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string cmd, url;
stack<string> s1, s2; //定义了两个栈
//栈1用作存储操作队列,而栈2则用作临时保存栈1出栈的数据
N=3时,输出
样例
123 132 213 231 321
算法
生成所有 1,2...n的排列,再依次判断是否符合要求。
判断序列是否可行时调用上一题算法。 输出可行解。
N=3时 123 132 213 231 312 321
TOJ 1036 Rails TOJ 1196 Web Navigation /POJ1028 TOJ 3072 Train Order POJ 2082 Terrible Sets 用栈来做O(n)的算法 POJ 1686 Lazy Math Instructor 中序表达式 POJ 3250
}
return 0;
}
TOJ TOJ 1153 TOJ 1547 TOJ 1601 TOJ 3070
线性表
第二讲 数据结构之线性结构
2.栈及其应用
栈的特点
栈具有一个逆序的特点,这便是栈的主要思想。
实例讲解
TOJ1036 ZOJ1259 poj 1363 Rails
表达式转换
还可以通过树的方式建立表达式树来转换
标准输入输出 题目描述: 小学求算式问题。要求采用栈实现。 输入: 输入第一行为用例个数n。 接下来n个表达式。
输出: 对每一个用例的表达式,输出其结果。 输入样例: 3 2+5 4+2*3-10/5 3*7-2 输出样例: 7 8 19
}
initial(circle, n, m);
solve(circle, n, m);
}
return 0;
}
尾插法建立循环单链表
void initial(node &circle, int n){
circle.num = 1;
// 头结点初始化
circle.link = NULL;
定义优先级: (大于左边所有,小于右边所有 -,+ *,/,%
中序表达式转后序
中序表达式转后序
从左向右, 定义当前运算符now之前运算符last 1.遇到数字直接输出。 2.遇到)就把之前的全部输出。 3.如果now优先级高于last运算符.那么输出now。Last不变。 4.否则输出last。last=now。
//想一想,为什么要清空栈2
cout << s1.top() << endl;
}
else if(cmd == "BACK") //返回操作
{
if(s1.size() > 1) //如果此次弹出后不会使得栈变空
{
s2.push(s1.top()); //把栈1顶元素压入栈2
s1.pop();
有一个车站,每天都会有N辆车进站,进站按从1~N的顺序 进站。现在车站的站长想让这些火车按照特定的顺序出站 ,问可以做到吗?
某城市有一个火车站,其中的铁路如图所示 ,车站用来中转车辆。
每辆火车都从A方向驶入车站,再从B方向驶出车站,同时它
的车厢可以进行重新组合。假设火车有n节车厢,分别按顺
s1.push("/"); //首页压栈
while(cin >> cmd)
{
if(cmd == "VISIT") //访问操作
{
cin >> url;
s1.push(url); //把访问的地址压入栈1
while(!s2.empty()) s2.pop(); //清空栈2
否则如果 x = y , 那么让x直接从A开进B
否则如果stack不为空且 y=stack栈顶元素,
stack出栈
否则如果x 0,那么让车厢驶入
stack( 入栈)
否则 输出无解
TOJ 3072
实例
车厢序列
已知车厢的个数N , 给出所有可能的初始序列,使之
能调度到目标序列 1,2...n
a , a ...a 1,2...n 序编号为
负责车厢调度的工作人员需要知道能否使它以 1 2
n
的顺序从B方向驶出。编写程序,判断是否得到制定的车厢
顺序。
分析
由于火车的调度过程符合“后进先出”的特点,所以本题的 模型是一个栈.可以通过简单模拟来判断火车能否到达目标 状态.
目标序列 5 4 3 2 1 y=1
cout << s2.top() << endl;
s2.pop(); //弹出栈2的顶端元素
}
else
cout << "Ignored" << endl;
}
else break;
}
return 0;
}
POJ 3250 :code
栈的经典题目
进制转换的时候每次将所求得的余数压栈。 直到商为0。 按顺序取出来便是正确的转换结果。
B
4 5 A站车厢
x =4
A
3 2
1 Station
模型
x表示A站最前方车厢的编号
y表示依照出栈序列 B站的车厢的序号
a1, a2 ...an下一个需要进入
用栈stack记录当前车站Station中的车厢
初始时,x 0, y a1 , stack为空栈 。
算法
如果 y=0, 那么火车调度成功
开关盒布线判断
对于一个给定的黑箱子开关盒,给定配对的针脚,判断这样的线可 不可以在一个平面的电路板上布下。(不相交)
从某点顺时针开始, 当前元素和栈顶元素可以配对,那么弹出栈顶元素。 当前元素和栈顶元素不能配对,那么将当前元素压栈。 最终栈不空就无解。
回溯深搜的非递归形式
回溯深搜的时候系统就是用栈来实现的。 可以自己模拟一下试试。
汉诺塔
三根柱子A,B,C,在A上有从小到大放着一些碟子,碟子在柱子 上只能以小的压在大的上面的形式存在,求如何使这些碟子的顺序 原封不动的转移到另外一跟柱子B上。
汉诺塔拓展
同样是3根柱子和一些盘子,变化的是盘子数是给定的。还是只能 以小压大的方式存在,但目标状态和初始状态的顺序是一样的。
Poj3601
node *r, *s;
r = &circle;
//i <= n; i++){
s = new node; //加入新结点s
s->num = i;
r->link = s; //s将插入r后
r = s; //r指向结点s
}
r->link = &circle; //尾结点指向头结点
栈与队列ACM
第一阶段:基础数据结构
线性结构(顺序表、栈、队列) 非线性结构图(二叉树、平衡二叉树) 排序 查找
第二讲 数据结构之线性结构
1.线性表
约瑟夫问题
• n 个人围成一个圆圈,第1个人从1开始顺时针 报数, 报到m的人,令其出列。然后再从下一 个人开始,从1顺时针报数,报到第m个人,再 令其出列,…,如此下去, 直到圆圈中只剩一 个人为止。此人即为优胜者。
r = r->link;
p = r->link;
//找到第m个人p
r->link = p->link;
delete p;
//删除结点
r = r->link;
}
cout << "优胜者是" << r->num <<endl;
}
另一种解法
报数问题 描述: n个人围成一个圈,每个人分别标注为1、2、...、n,要求从1号从1开始报数,报到k
• 要求 输入 n 和m, 输出优胜者 • 例如 n = 8 m = 3
一种实现代码如下:
#include<iostream> using namespace std;