数据结构-栈和队列PPT课件
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ch3栈和队列课件PPT
04 栈和队列的比较与选择
栈和队列的区别
01 02
操作方向
栈是后进先出（LIFO）的数据结构，只允许在固定的一端进行插入和删 除操作；而队列是先进先出（FIFO）的数据结构，允许在两端进行插入 和删除操作。
限制性
栈的操作是有记忆性的，只能按照后进先出的顺序进行操作，而队列没 有这种限制。
03
应用场景
链表实现栈
链表实现栈的原理
使用链表来存储栈中的元 素，通过指针来访问和操 作栈顶元素。
链表实现栈的优点
插入和删除操作效率高， 不需要移动大量元素。
链表实现栈的缺点
空间利用率较低，因为链 表中的节点通常会有一些 额外的空间开销。
栈的常见操作
push：将一个元素压入栈顶。
pop：删除栈顶元素并返回 其值。
数据流处理：在数据流处理中，使用 队列来缓冲数据，以便按顺序处理数 据。
02 栈的实现方式
数组实现栈
01
02
03
数组实现栈的原理
使用数组来存储栈中的元 素，通过索引来访问和操 作栈顶元素。
数组实现栈的优点
空间利用率高，因为数组 的大小是固定的，不会造 成空间的浪费。
数组实现栈的缺点
在某些情况下，插入和删 除操作可能需要移动大量 元素，效率较低。
02
01
03
peek/top：返回栈顶元素的 值，但不删除它。
isEmpty：判断栈是否为空。
04
05
size/length：返回栈中元素 的数量。
03 队列的实现方式
数组实现队列
总结词
数组实现队列时，队列的头部和尾部操作都能够在常数时间内完成，但队列的 长度固定，无法动态扩展。
《数据结构栈和队列》课件
在操作系统中，任务按照 优先级顺序进入队列，系 统按照队列的先进先出原 则进行任务调度。
网络通信
在网络通信中，数据包按 照到达顺序进入队列，等 待处理。
打印任务管理
打印任务按照到达顺序进 入队列，等待打印机的空 闲时间进行处理。
05
栈与队列的比较
结构比较
栈和队列是两种不同的数据结构，它们在结构上有明显的区 别。
课程目标
掌握栈和队列的基本 概念、原理和应用场 景；
能够运用栈和队列解 决实际问题和算法设 计。
理解栈和队列在解决 实际问题中的作用和 优势；
02
数据结构概述
数据结构定义
数据结构定义
数据结构是数据元素之间相互关系和数据元素属性的 抽象表示。
数据结构组成
数据元素、数据元素之间的关系和数据元素的属性。
表达式求值：例如，括号内的运算优先级高于括号外的运算，可以使用栈来保存括 号和运算符，以便正确地计算表达式的值。
深度优先搜索（DFS）：在图的遍历中，可以使用栈来保存待访问的节点，实现深 度优先搜索。
04
队列（Queue）
队列的定义
01
队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，用于存储元素的集 合。
07
总结与展望
本章总结
栈和队列是两种常见的数据结构，具有特定的操作规则和特性。
通过学习栈和队列，我们掌握了先进先出（FIFO）和后进先出（LIFO）的 原理，以及如何在程序中实现这些数据结构。
本章还介绍了栈和队列在实际问题中的应用，如括号匹配、表达式求值等 。
数据结构的发展趋势与未来展望
01
随着计算机技术的不断发展，数据结构也在不断演进
02
队列中的元素遵循先入队后出队的规则，即最早进入队列的元
网络通信
在网络通信中，数据包按 照到达顺序进入队列，等 待处理。
打印任务管理
打印任务按照到达顺序进 入队列，等待打印机的空 闲时间进行处理。
05
栈与队列的比较
结构比较
栈和队列是两种不同的数据结构，它们在结构上有明显的区 别。
课程目标
掌握栈和队列的基本 概念、原理和应用场 景；
能够运用栈和队列解 决实际问题和算法设 计。
理解栈和队列在解决 实际问题中的作用和 优势；
02
数据结构概述
数据结构定义
数据结构定义
数据结构是数据元素之间相互关系和数据元素属性的 抽象表示。
数据结构组成
数据元素、数据元素之间的关系和数据元素的属性。
表达式求值：例如，括号内的运算优先级高于括号外的运算，可以使用栈来保存括 号和运算符，以便正确地计算表达式的值。
深度优先搜索（DFS）：在图的遍历中，可以使用栈来保存待访问的节点，实现深 度优先搜索。
04
队列（Queue）
队列的定义
01
队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，用于存储元素的集 合。
07
总结与展望
本章总结
栈和队列是两种常见的数据结构，具有特定的操作规则和特性。
通过学习栈和队列，我们掌握了先进先出（FIFO）和后进先出（LIFO）的 原理，以及如何在程序中实现这些数据结构。
本章还介绍了栈和队列在实际问题中的应用，如括号匹配、表达式求值等 。
数据结构的发展趋势与未来展望
01
随着计算机技术的不断发展，数据结构也在不断演进
02
队列中的元素遵循先入队后出队的规则，即最早进入队列的元
数据结构-栈和队列PPT课件
初始条件：栈 S 已存在且非空。 操作结果：删除 S 的栈顶元素，并用 e 返回其值。
.
15
栈的抽象数据类型定义
StackTraverse(S, visit( )) 初始条件：栈 S 已存在且非空，visit( )为元素的访问
函数。 操作结果：从栈底到栈顶依次对S的每个元素调用函数
visit( )，一旦visit( )失败，则操作失败。 } ADT Stack
.
29
3.1.2.2 栈的静态顺序存储表示
4 弹栈(元素出栈)
Status pop( SqStack S, ElemType *e ) /*弹出栈顶元素*/ { if ( S.top==0 ) return ERROR ; /* 栈空，返回错误标志 */ *e=S.stack_array[S.top] ; S.top-- ; return OK ; }
.
11
3.1.1 栈的基本概念
2 栈的抽象数据类型定义
ADT Stack{ 数据对象：D ={ ai|ai∈ElemSet, i=1,2,…,n，n≥0 } 数据关系：R ={<ai-1, ai>|ai-1，ai∈D, i=2,3,…,n } 基本操作：初始化、进栈、出栈、取栈顶元素等
} ADT Stack
进栈（push） 出栈(pop)
top
an
⋯⋯
ai ⋯⋯
a2
bottom
a1
图3-1 顺序栈示意图
.
6
栈的示意图
入栈
• 特点
• 先进后出（FILO） 出栈 • 后进先出（LIFO）
栈顶 栈顶 栈顶
a3 a2
插入：入栈、进栈、压栈 删除：出栈、弹栈
.
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栈的抽象数据类型定义
StackTraverse(S, visit( )) 初始条件：栈 S 已存在且非空，visit( )为元素的访问
函数。 操作结果：从栈底到栈顶依次对S的每个元素调用函数
visit( )，一旦visit( )失败，则操作失败。 } ADT Stack
.
29
3.1.2.2 栈的静态顺序存储表示
4 弹栈(元素出栈)
Status pop( SqStack S, ElemType *e ) /*弹出栈顶元素*/ { if ( S.top==0 ) return ERROR ; /* 栈空，返回错误标志 */ *e=S.stack_array[S.top] ; S.top-- ; return OK ; }
.
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3.1.1 栈的基本概念
2 栈的抽象数据类型定义
ADT Stack{ 数据对象：D ={ ai|ai∈ElemSet, i=1,2,…,n，n≥0 } 数据关系：R ={<ai-1, ai>|ai-1，ai∈D, i=2,3,…,n } 基本操作：初始化、进栈、出栈、取栈顶元素等
} ADT Stack
进栈（push） 出栈(pop)
top
an
⋯⋯
ai ⋯⋯
a2
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图3-1 顺序栈示意图
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6
栈的示意图
入栈
• 特点
• 先进后出（FILO） 出栈 • 后进先出（LIFO）
栈顶 栈顶 栈顶
a3 a2
插入：入栈、进栈、压栈 删除：出栈、弹栈
数据结构栈和队列ppt课件
栈的运用 例3.1 将一个十进制正整数N转换成r进制的数
N 〕
1835
229
28
3
N / 8 〔整除〕 N % 8〔求余
229
3
低
28
5
3
4
0
3
高
❖例3.2 算术表达式中括号匹配的检查
❖用栈来实现括号匹配检查的原那么是，对表达式从左 到右扫描。
❖〔1〕当遇到左括号时，左括号入栈；
❖〔2〕当遇到右括号时，首先检查栈能否空，假设栈 空，那么阐明该“右括弧〞多余；否那么比较栈顶左 括号能否与当前右括号匹配，假设匹配，将栈顶左括 号出栈，继续操作；否那么，阐明不匹配，停顿操作 。
❖在顺序栈上实现五种根本运算的C函数 ❖〔3〕入栈 ❖int push (SeqStack *s, DataType x) ❖{ if (s->top==MAXSIZE-1) /*栈满不能入栈*/ ❖{ printf("overflow"); ❖return 0; ❖} ❖ s->top++; ❖ s->data[s->top]=x; ❖ return 1; ❖}
链队列及运算的实现
采用链接方法存储的队列称为链队列〔Linked Queue〕
采用带头结点的单链表来实现链队列，链队列中 的t结ype点de类f st型ruc与t N单od链e 表一样。将头指针front和尾指针 re{arD封at装aTy在pe一da个ta;构造体中，链队列用C言语描画如 下：struct Node *next;
❖只设了一个尾指针r ❖头结点的指针，即r->next ❖队头元素的指针为r->next->next ❖队空的断定条件是r->next==r
DS03-栈和队列课件PPT
获取队头元素（Front）： 返回队列头部的元素值， 但不删除该元素。
获取队尾元素（Rear）： 返回队列尾部的元素值， 但不删除该元素。
04 栈和队列的应用
栈在括号匹配中的应用
总结词
栈在括号匹配中起到关键作用，通过后进先 出的原则，可以判断括号是否匹配。
详细描述
栈在括号匹配中起到关键作用，它遵循后进 先出的原则，即最后进入的元素最先出来。 通过使用栈，我们可以有效地判断一个括号 的序列是否匹配。当遇到左括号时，将其压 入栈中；当遇到右括号时，从栈顶取出一个 元素进行匹配。如果栈为空或者取出的元素 与右括号不匹配，则说明括号序列不匹配。
返回栈顶的元素值，但不删除该元素。
判断栈是否为空（isEmpty）
判断栈是否为空，如果是空则返回true，否 则返回false。
03 队列的概念和操作
队列的定义
01
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，在表的后端（rear）进行插 入操作。
02
队列具有先进先出（FIFO）的特性， 最早进入队列的元素将最先出队。
作。
课程目标
掌握栈和队列的基本 概念、特性和操作。
能够实现栈和队列的 基本操作，并解决实 际问题。
理解栈和队列在算法 设计中的应用。
02 栈的概念和操作
栈的定义
栈是一种特殊的线性表，只允 许在表的一端进行插入和删除 操作。
栈的插入操作称为压栈，删除 操作称为弹栈。
栈具有后进先出（Last In First Out，LIFO）的特性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
队列的性质
队列是一种线性数据结构，遵循先进 先出原则。
《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
第3章1 栈和队列 (数据结构教程PPT课件)
*x)
{ StackNode *p; if （top= =NULL） return NULL;
else { *x = top->data;
p = top; top = top->next; free (p); return top; } }
3.2 栈的应用举例
例 3.1 简单应用：数制转换问题
将十进制数N转换为r进制的数，其转换方法利用辗转相除法： 以N=3467，r=8为例转换方法如下：
N 3467 433 N / 8 （整除） N % 8（求余） 433 54 3 1 低
54
6
6
0
6
6 高
所以：（3467）10 =（6613）8
我们看到所转换的8进制数按低位到高位的顺序产生 的，而通常的输出是从高位到低位的，恰好与计算过程 相反，因此转换过程中每得到一位8进制数则进栈保存， 转换完毕后依次出栈则正好是转换结果。
基本操作算法： ⑴ 置空栈：首先建立栈空间，然后初始化栈顶指针。 SeqStack *Init_SeqStack()
{ SeqStack *s;
s=malloc(sizeof(SeqStack)); s->top= -1; return s; } ⑵ 判空栈
int Empty_SeqStack(SeqStack *s)
第3章 栈和队列
本章主要介绍以下内容：
栈的概念、存储结构及其基本操作
队列的概念、存储结构及其基本操作 栈与队列的应用举例
退出
3.1 栈
3.2 栈的应用举例 3.3 队列
3.4 队列的应用举例
3.1 栈
3.1.1 栈的定义
栈是一种特殊的线性表。其特殊性在于限定插入 和删除数据元素的操作只能在线性表的一端进行。如 下所示： a1, a2, a3, ..., an 插入和删除端
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
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• 知识点
• 顺序栈、链栈、循环队列、链队列
.
2
栈和队列
• 栈和队列是在程序设计中被广泛使用的两种线性数据 结构。
• 与线性表相比，它们的插入和删除操作受更多的约束 和限定，故又称为限定性的线性表结构。
• 线性表允许在表内任一位置进行插入和删除； • 栈只允许在表尾一端进行插入和删除； • 队列只允许在表尾一端进行插入，在表头一端进行删除。
.
12
栈的抽象数据类型定义
• ADT Stack {
• 数据对象：D＝{ai| ai ∈ElemSet, i=1,2,...,n, n≥0 }
• 数据关系：R1＝{ <ai-1,ai >| ai-1,ai∈D, i=2,...,n }
• 基本操作：
•
InitStack(&S)
操作结果：构造一个空栈 S。
进栈（push） 出栈(pop)
top
an
⋯⋯
ai ⋯⋯
a2
bottom
a1
图3-1 顺序栈示意图
.
6
栈的示意图
入栈
• 特点
• 先进后出（FILO） 出栈 • 后进先出（LIFO）
栈顶 栈顶 栈顶
a3 a2
插入：入栈、进栈、压栈 删除：出栈、弹栈
栈底
a1
.
7
栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
栈底(Bottom)：是固定端，又称为表头。 空栈：当表中没有元素时称为空栈。
.
5
3.1.1 栈的基本概念
设栈S=(a1，a2，…an)，则a1称为栈底 元素，an为栈顶元素，如图3-1所示。
栈中元素按a1，a2，…an的次序进栈， 退栈的第一个元素应为栈顶元素。即栈的 修改是按后进先出的原则进行的。
.
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3.1.1 栈的基本概念
2 栈的抽象数据类型定义
ADT Stack{ 数据对象：D ={ ai|ai∈ElemSet, i=1,2,…,n，n≥0 } 数据关系：R ={<ai-1, ai>|ai-1，ai∈D, i=2,3,…,n } 基本操作：初始化、进栈、出栈、取栈顶元素等
} ADT Stack
的具体实现。
.
4
3.1 栈
3.1.1 栈的基本概念
1 栈的概念
栈(Stack)：是限制在表的一端进行插入和删除操作的线性表。又称为 后进先出LIFO (Last In First Out)或先进后出FILO (First In Last Out)线性表。
栈顶(Top)：允许进行插入、删除操作的一端，又称为表尾。用栈顶 指针(top)来指示栈顶元素。
.
3
3 栈和队列
栈在计算机的实现有多种方式： ◆ 硬堆栈：利用CPU中的某些寄存器组或类似的硬件或使用内存的特 殊区域来实现。这类堆栈容量有限，但速度很快； ◆ 软堆栈：这类堆栈主要在内存中实现。堆栈容量可以达到很大。在 实现方式上，又有动态方式和静态方式两种。 本章将讨论栈和队列的基本概念、存储结构、基本操作以及这些操作
采用动态一维数组来存储栈。所谓动态，指的是栈的大小可以根据需 要增加。
◆ 用bottom表示栈底指针，栈底固定不变的；栈顶则随着进栈和退栈 操作而变化。用top(称为栈顶指针)指示当前栈顶位置。 ◆ 用top=bottom作为栈空的标记，每次top指向栈顶数组中的下一个 存储位置。
.
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3 栈和队列
信息学院暑期培训
.
1
栈和队列
• 学习目标
• 掌握栈和队列这两种抽象数据类型的特点，并能在相应的应用问题 中正确选用它们。
• 熟练掌握循环队列和链队列的基本操作实现算法。 • 理解递归算法执行过程中栈的状态变化过程。
• 重点和难点
• 栈和队列是在程序设计中被广泛使用的两种线性数据结构，本章的 学习重点是掌握这两种结构的特点，以便能在应用问题中正确使用。
初始条件：栈 S 已存在且非空。 操作结果：删除 S 的栈顶元素，并用 e 返回其值。
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栈的抽象数据类型定义
StackTraverse(S, visit( )) 初始条件：栈 S 已存在且非空，visit( )为元素的访问
函数。 操作结果：从栈底到栈顶依次对S的每个元素调用函数
visit( )，一旦visit( )失败，则操作失败。 } ADT Stack
FALSቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
StackLength(S)
初始条件：栈 S 已存在。
操作结果：返回栈 S 中元素个数，即栈的长度。
.
14
栈的抽象数据类型定义
GetTop(S, &e)
初始条件：栈 S 已存在且非空。 操作结果：用 e 返回S的栈顶元素。
Push(&S, e)
初始条件：栈 S 已存在。
操作结果：插入元素 e 为新的栈顶元素。 Pop(&S, &e)
•
DestroyStack(&S)
初始条件：栈 S 已存在。
操作结果：栈 S 被销毁。
.
13
栈的抽象数据类型定义
ClearStack(&S)
初始条件：栈 S 已存在。 操作结果：将 S 清为空栈
StackEmpty(S)
初始条件：栈 S 已存在。 操作结果：若栈 S 为空栈，则返回TRUE，否则返回
➢ 情况1：
栈顶
栈顶
c
栈顶
b
栈底
a
.
8
栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
➢ 情况1：
栈顶
栈顶
c
栈顶
b
栈底
a
出栈序列：c 出栈序列：c、b 出栈序列：c、b、a
.
9
栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
.
16
3.1.2 栈的顺序存储表示
栈的顺序存储结构简称为顺序栈，和线性表相类 似，用一维数组来存储栈。根据数组是否可以根据 需要增大，又可分为静态顺序栈和动态顺序栈。
◆ 静态顺序栈实现简单，但不能根据需要增大栈的存储空间； ◆ 动态顺序栈可以根据需要增大栈的存储空间，但实现稍为复杂。
.
17
3.1.2.1 栈的动态顺序存储表示
➢ 情况2：
栈顶 栈顶
b
栈底
a
出栈序列：b
.
10
栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
➢ 情况2：
还有其他情况吗？ 出栈序列：b
栈顶 栈顶
c
栈底
a
出栈序列：b、c 出栈序列： b、 c、a
注意：栈只是对表插入和删除操作的位置进行了限 制，并没有限定插入和删除操作进行的时间。
• 顺序栈、链栈、循环队列、链队列
.
2
栈和队列
• 栈和队列是在程序设计中被广泛使用的两种线性数据 结构。
• 与线性表相比，它们的插入和删除操作受更多的约束 和限定，故又称为限定性的线性表结构。
• 线性表允许在表内任一位置进行插入和删除； • 栈只允许在表尾一端进行插入和删除； • 队列只允许在表尾一端进行插入，在表头一端进行删除。
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栈的抽象数据类型定义
• ADT Stack {
• 数据对象：D＝{ai| ai ∈ElemSet, i=1,2,...,n, n≥0 }
• 数据关系：R1＝{ <ai-1,ai >| ai-1,ai∈D, i=2,...,n }
• 基本操作：
•
InitStack(&S)
操作结果：构造一个空栈 S。
进栈（push） 出栈(pop)
top
an
⋯⋯
ai ⋯⋯
a2
bottom
a1
图3-1 顺序栈示意图
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6
栈的示意图
入栈
• 特点
• 先进后出（FILO） 出栈 • 后进先出（LIFO）
栈顶 栈顶 栈顶
a3 a2
插入：入栈、进栈、压栈 删除：出栈、弹栈
栈底
a1
.
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栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
栈底(Bottom)：是固定端，又称为表头。 空栈：当表中没有元素时称为空栈。
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3.1.1 栈的基本概念
设栈S=(a1，a2，…an)，则a1称为栈底 元素，an为栈顶元素，如图3-1所示。
栈中元素按a1，a2，…an的次序进栈， 退栈的第一个元素应为栈顶元素。即栈的 修改是按后进先出的原则进行的。
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3.1.1 栈的基本概念
2 栈的抽象数据类型定义
ADT Stack{ 数据对象：D ={ ai|ai∈ElemSet, i=1,2,…,n，n≥0 } 数据关系：R ={<ai-1, ai>|ai-1，ai∈D, i=2,3,…,n } 基本操作：初始化、进栈、出栈、取栈顶元素等
} ADT Stack
的具体实现。
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3.1 栈
3.1.1 栈的基本概念
1 栈的概念
栈(Stack)：是限制在表的一端进行插入和删除操作的线性表。又称为 后进先出LIFO (Last In First Out)或先进后出FILO (First In Last Out)线性表。
栈顶(Top)：允许进行插入、删除操作的一端，又称为表尾。用栈顶 指针(top)来指示栈顶元素。
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3
3 栈和队列
栈在计算机的实现有多种方式： ◆ 硬堆栈：利用CPU中的某些寄存器组或类似的硬件或使用内存的特 殊区域来实现。这类堆栈容量有限，但速度很快； ◆ 软堆栈：这类堆栈主要在内存中实现。堆栈容量可以达到很大。在 实现方式上，又有动态方式和静态方式两种。 本章将讨论栈和队列的基本概念、存储结构、基本操作以及这些操作
采用动态一维数组来存储栈。所谓动态，指的是栈的大小可以根据需 要增加。
◆ 用bottom表示栈底指针，栈底固定不变的；栈顶则随着进栈和退栈 操作而变化。用top(称为栈顶指针)指示当前栈顶位置。 ◆ 用top=bottom作为栈空的标记，每次top指向栈顶数组中的下一个 存储位置。
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3 栈和队列
信息学院暑期培训
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栈和队列
• 学习目标
• 掌握栈和队列这两种抽象数据类型的特点，并能在相应的应用问题 中正确选用它们。
• 熟练掌握循环队列和链队列的基本操作实现算法。 • 理解递归算法执行过程中栈的状态变化过程。
• 重点和难点
• 栈和队列是在程序设计中被广泛使用的两种线性数据结构，本章的 学习重点是掌握这两种结构的特点，以便能在应用问题中正确使用。
初始条件：栈 S 已存在且非空。 操作结果：删除 S 的栈顶元素，并用 e 返回其值。
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15
栈的抽象数据类型定义
StackTraverse(S, visit( )) 初始条件：栈 S 已存在且非空，visit( )为元素的访问
函数。 操作结果：从栈底到栈顶依次对S的每个元素调用函数
visit( )，一旦visit( )失败，则操作失败。 } ADT Stack
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StackLength(S)
初始条件：栈 S 已存在。
操作结果：返回栈 S 中元素个数，即栈的长度。
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栈的抽象数据类型定义
GetTop(S, &e)
初始条件：栈 S 已存在且非空。 操作结果：用 e 返回S的栈顶元素。
Push(&S, e)
初始条件：栈 S 已存在。
操作结果：插入元素 e 为新的栈顶元素。 Pop(&S, &e)
•
DestroyStack(&S)
初始条件：栈 S 已存在。
操作结果：栈 S 被销毁。
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栈的抽象数据类型定义
ClearStack(&S)
初始条件：栈 S 已存在。 操作结果：将 S 清为空栈
StackEmpty(S)
初始条件：栈 S 已存在。 操作结果：若栈 S 为空栈，则返回TRUE，否则返回
➢ 情况1：
栈顶
栈顶
c
栈顶
b
栈底
a
.
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栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
➢ 情况1：
栈顶
栈顶
c
栈顶
b
栈底
a
出栈序列：c 出栈序列：c、b 出栈序列：c、b、a
.
9
栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
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3.1.2 栈的顺序存储表示
栈的顺序存储结构简称为顺序栈，和线性表相类 似，用一维数组来存储栈。根据数组是否可以根据 需要增大，又可分为静态顺序栈和动态顺序栈。
◆ 静态顺序栈实现简单，但不能根据需要增大栈的存储空间； ◆ 动态顺序栈可以根据需要增大栈的存储空间，但实现稍为复杂。
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3.1.2.1 栈的动态顺序存储表示
➢ 情况2：
栈顶 栈顶
b
栈底
a
出栈序列：b
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栈的逻辑结构
例：有三个元素按a、b、c的次序依次进栈，且每个 元素只允许进一次栈，则可能的出栈序列有多少种？
➢ 情况2：
还有其他情况吗？ 出栈序列：b
栈顶 栈顶
c
栈底
a
出栈序列：b、c 出栈序列： b、 c、a
注意：栈只是对表插入和删除操作的位置进行了限 制，并没有限定插入和删除操作进行的时间。