数据结构(C语言版)3 栈和队列
数据结构——用C语言描述(第3版)教学课件第3章 栈和队列

if(S->top==-1) /*栈为空*/
return(FALSE);
else
{*x = S->elem[S->top];
return(TRUE);
}
返回主目录}[注意]:在实现GetTop操作时,也可将参数说明SeqStack *S 改为SeqStack S,也就是将传地址改为传值方式。传 值比传地址容易理解,但传地址比传值更节省时间、 空间。
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算法:
void BracketMatch(char *str) {Stack S; int i; char ch; InitStack(&S); For(i=0; str[i]!='\0'; i++) {switch(str[i])
{case '(': case '[': case '{':
3.1.3 栈的应用举例
1. 括号匹配问题
思想:在检验算法中设置一个栈,若读入的是左括号, 则直接入栈,等待相匹配的同类右括号;若读入的是 右括号,且与当前栈顶的左括号同类型,则二者匹配, 将栈顶的左括号出栈,否则属于不合法的情况。另外, 如果输入序列已读尽,而栈中仍有等待匹配的左括号, 或者读入了一个右括号,而栈中已无等待匹配的左括 号,均属不合法的情况。当输入序列和栈同时变为空 时,说明所有括号完全匹配。
return(TRUE);
}
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【思考题】
如果将可利用的空闲结点空间组织成链栈来管理,则申 请一个新结点(类似C语言中的malloc函数)相当于链 栈的什么操作?归还一个无用结点(类似C语言中的 free函数)相当于链栈的什么操作?试分别写出从链栈 中申请一个新结点和归还一个空闲结点的算法。
数据结构(C语言)第3章 栈和队列

Data Structure
2013-8-6
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栈的顺序存储(顺序栈)
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。 结构定义: #define STACK_INIT_SIZE 100; // 存储空间初始分配量 #define STACKINCREMENT 10; // 存储空间分配增量 typedef struct { SElemType *base; // 存储空间基址 SElemType *top; // 栈顶指针 int stacksize; // 当前已分配的存储空间,以元素位单位 } SqStack;
解决方案2:
顺序栈单向延伸——使用一个数组来存储两个栈
Data Structure 2013-8-6 Page 21
两栈共享空间 两栈共享空间:使用一个数组来存储两个栈,让一个 栈的栈底为该数组的始端,另一个栈的栈底为该数组 的末端,两个栈从各自的端点向中间延伸。
Data Structure
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链栈需要加头结点吗? 链栈不需要附设头结点。
Data Structure
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栈的链接存储结构及实现
Data Structure
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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) 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。
Data Structure
数据结构实验三栈和队列的应用

数据结构实验三栈和队列的应用数据结构实验三:栈和队列的应用在计算机科学领域中,数据结构是组织和存储数据的重要方式,而栈和队列作为两种常见的数据结构,具有广泛的应用场景。
本次实验旨在深入探讨栈和队列在实际问题中的应用,加深对它们特性和操作的理解。
一、栈的应用栈是一种“后进先出”(Last In First Out,LIFO)的数据结构。
这意味着最后进入栈的元素将首先被取出。
1、表达式求值在算术表达式的求值过程中,栈发挥着重要作用。
例如,对于表达式“2 + 3 4”,我们可以通过将操作数压入栈,操作符按照优先级进行处理,实现表达式的正确求值。
当遇到数字时,将其压入操作数栈;遇到操作符时,从操作数栈中弹出相应数量的操作数进行计算,将结果压回操作数栈。
最终,操作数栈中的唯一值就是表达式的结果。
2、括号匹配在程序代码中,检查括号是否匹配是常见的任务。
可以使用栈来实现。
遍历输入的字符串,当遇到左括号时,将其压入栈;当遇到右括号时,弹出栈顶元素,如果弹出的左括号与当前右括号类型匹配,则继续,否则表示括号不匹配。
3、函数调用和递归在程序执行过程中,函数的调用和递归都依赖于栈。
当调用一个函数时,当前的执行环境(包括局部变量、返回地址等)被压入栈中。
当函数返回时,从栈中弹出之前保存的环境,继续之前的执行。
递归函数的执行也是通过栈来实现的,每次递归调用都会在栈中保存当前的状态,直到递归结束,依次从栈中恢复状态。
二、队列的应用队列是一种“先进先出”(First In First Out,FIFO)的数据结构。
1、排队系统在现实生活中的各种排队场景,如银行排队、餐厅叫号等,可以用队列来模拟。
新到达的顾客加入队列尾部,服务完成的顾客从队列头部离开。
通过这种方式,保证了先来的顾客先得到服务,体现了公平性。
2、广度优先搜索在图的遍历算法中,广度优先搜索(BreadthFirst Search,BFS)常使用队列。
从起始节点开始,将其放入队列。
c语言数据结构第3章栈和队列自测卷答案

head 第3章 栈和队列 自测卷答案 姓名 班级一、填空题〔每空1分,共15分〕1. 【李春葆】向量、栈和队列都是 线性 构造,可以在向量的 任何 位置插入和删除元素;对于栈只能在 栈顶 插入和删除元素;对于队列只能在 队尾 插入和 队首 删除元素。
2. 栈是一种特殊的线性表,允许插入和删除运算的一端称为 栈顶 。
不允许插入和删除运算的一端称为 栈底 。
3. 队列 是被限定为只能在表的一端进展插入运算,在表的另一端进展删除运算的线性表。
4. 在一个循环队列中,队首指针指向队首元素的 前一个 位置。
5. 在具有n 个单元的循环队列中,队满时共有 n-1 个元素。
6. 向栈中压入元素的操作是先 挪动栈顶指针 ,后 存入元素 。
7. 从循环队列中删除一个元素时,其操作是 先 挪动队首指针 ,后 取出元素 。
8. 〖00年统考题〗带表头结点的空循环双向链表的长度等于 0 。
解:二、判断正误〔判断以下概念的正确性,并作出简要的说明。
〕〔每题1分,共10分〕 〔 × 〕1. 线性表的每个结点只能是一个简单类型,而链表的每个结点可以是一个复杂类型。
错,线性表是逻辑构造概念,可以顺序存储或链式存储,与元素数据类型无关。
〔 × 〕2. 在表构造中最常用的是线性表,栈和队列不太常用。
错,不一定吧?调用子程序或函数常用,CPU 中也用队列。
〔 √ 〕3. 栈是一种对所有插入、删除操作限于在表的一端进展的线性表,是一种后进先出型构造。
〔 √ 〕4. 对于不同的使用者,一个表构造既可以是栈,也可以是队列,也可以是线性表。
正确,都是线性逻辑构造,栈和队列其实是特殊的线性表,对运算的定义略有不同而已。
〔 × 〕5. 栈和链表是两种不同的数据构造。
错,栈是逻辑构造的概念,是特殊殊线性表,而链表是存储构造概念,二者不是同类项。
〔 × 〕6. 栈和队列是一种非线性数据构造。
错,他们都是线性逻辑构造,栈和队列其实是特殊的线性表,对运算的定义略有不同而已。
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
《数据结构(C语言)》第3章 栈和队列

栈
❖ 栈的顺序存储与操作 ❖ 1.顺序栈的定义
(1) 栈的静态分配顺序存储结构描述 ② top为整数且指向栈顶元素 当top为整数且指向栈顶元素时,栈空、入栈、栈满 及出栈的情况如图3.2所示。初始化条件为 S.top=-1。
(a) 栈空S.top==-1 (b) 元素入栈S.stack[++S.top]=e (c) 栈满S.top>=StackSize-1 (d) 元素出栈e=S.stack[S.top--]
/*栈顶指针,可以指向栈顶
元素的下一个位置或者指向栈顶元素*/
int StackSize; /*当前分配的栈可使用的以 元素为单位的最大存储容量*/
}SqStack;
/*顺序栈*/
Data structures
栈
❖ 栈的顺序存储与操作 ❖ 1.顺序栈的定义
(2) 栈的动态分配顺序存储结构描述 ① top为指针且指向栈顶元素的下一个位置 当top为指针且指向栈顶元素的下一个位置时,栈空 、入栈、栈满及出栈的情况如图3.3所示。初始化条 件为S.top=S.base。
…,n-1,n≥0} 数据关系:R={< ai-1,ai>| ai-1,ai∈D,i=1,2
,…,n-1 } 约定an-1端为栈顶,a0端为栈底 基本操作:
(1) 初始化操作:InitStack(&S) 需要条件:栈S没有被创建过 操作结果:构建一个空的栈S (2) 销毁栈:DestroyStack(&S) 需要条件:栈S已经被创建 操作结果:清空栈S的所有值,释放栈S占用的内存空间
return 1;
}
Data structures
栈
数据结构(c语言版)第三版习题解答

数据结构(c语言版)第三版习题解答数据结构(C语言版)第三版习题解答1. 栈(Stack)1.1 栈的基本操作栈是一种具有特定限制的线性表,它只允许在表的一端进行插入和删除操作。
栈的基本操作有:(1)初始化栈(2)判断栈是否为空(3)将元素入栈(4)将栈顶元素出栈(5)获取栈顶元素但不出栈1.2 栈的实现栈可以使用数组或链表来实现。
以数组为例,声明一个栈结构如下:```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储栈中的元素int top; // 栈顶指针} Stack;```1.3 栈的应用栈在计算机科学中有广泛的应用,例如计算表达式的值、实现函数调用等。
下面是一些常见的栈应用:(1)括号匹配:使用栈可以检查一个表达式中的括号是否匹配。
(2)中缀表达式转后缀表达式:栈可以帮助我们将中缀表达式转换为后缀表达式,便于计算。
(3)计算后缀表达式:使用栈可以方便地计算后缀表达式的值。
2. 队列(Queue)2.1 队列的基本操作队列是一种按照先进先出(FIFO)原则的线性表,常用的操作有:(1)初始化队列(2)判断队列是否为空(3)将元素入队(4)将队头元素出队(5)获取队头元素但不出队2.2 队列的实现队列的实现一般有循环数组和链表两种方式。
以循环数组为例,声明一个队列结构如下:```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储队列中的元素int front; // 队头指针int rear; // 队尾指针} Queue;```2.3 队列的应用队列在计算机科学中也有广泛的应用,例如多线程任务调度、缓存管理等。
下面是一些常见的队列应用:(1)广度优先搜索:使用队列可以方便地实现广度优先搜索算法,用于解决图和树的遍历问题。
(2)生产者-消费者模型:队列可以用于实现生产者和消费者之间的数据传输,提高系统的并发性能。
《数据结构(C语言版)》课后答案 课后题答案

//输出字符串 str
DestroyStack (&S);
DestroyStack (&T);
} 5.解答: int ACK ( int m, int n) {
if ( m == 0) return n + 1;
if ( m <> 0 && n == 0 ) return ACK( m - 1, 1);
{'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'},
{'<', '<', '<', '<', '<', '=', ' '}, {'>', '>', '>', '>', ' ', '>', '>'},
{'<', '<', '<', '<', '<', ' ', '='}};
}
项目三 栈和队列
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链栈基本操作的实现
int Push(LinkStack top, StackElementType x) /*将数据元素 压入栈 中*/ 将数据元素x压入栈 将数据元素 压入栈top中 {LinkStackNode * temp; temp=(LinkStackNode * )malloc(sizeof(LinkStackNode)); if(temp==NULL) return(FALSE); /*申 申 请空间失败*/ 请空间失败 temp->data=x; temp->next=top->next; top->next=temp; /*修改当前栈顶指针 */ 修改当前栈顶指针 return(TRUE);}
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InitStack Push Pop
两栈共享基本操作的实现
int Pop(DqStack *S, StackElementType *x, int i) {switch(i) {case 0:if(S->top[0]==-1) return(FALSE); *x=S->Stack[S->top[0]]; S->top[0]--; break; case 1:if(S->top[1]==M) return(FALSE); *x=S->Stack[S->top[1]]; S->top[1]++;break; default: return(FALSE); } return(TRUE); }
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栈的定义
栈作为一种限定性线性表,将线性表的插入和 作为一种限定性线性表 将线性表的插入和 删除运算限制为仅在表的一端进行,即 删除运算限制为仅在表的一端进行 即LIFO表。 表
通常将表中允许进行插入、 通常将表中允许进行插入、删除操作的一端称为 栈底(Bottom)。 栈顶 (Top),表的另一端被称为栈底 ,表的另一端被称为栈底 。 当栈中没有元素时称为空栈 空栈。 当栈中没有元素时称为空栈。栈的插入操作被形 象地称为进栈 入栈,删除操作称为出栈 退栈。 进栈或 出栈或 象地称为进栈或入栈,删除操作称为出栈或退栈。
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顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
int GetTop(SeqStack *S, ( StackElementType *x) ) {/*将栈 的栈顶元素弹出,放到 所 将栈S的栈顶元素弹出 将栈 的栈顶元素弹出,放到x所 指的存储空间中, 指的存储空间中,但栈顶指针保持 不变*/ 不变 if(S->top==-1) /*栈为空 栈为空*/ 栈为空 return(FALSE); else {*x = S->elem[S->top]; return(TRUE); } }
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两栈共享基本操作的实现
void InitStack(DqStack *S) { S->top[0]=-1; S->top[1]=M; }
InitStack Push Pop
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两栈共享基本操作的实现
int Push(DqStack *S, StackElementType x, int i) {if(S->top[0]+1==S->top[1]) /*栈已满 栈已满*/ 栈已满 return(FALSE); switch(i) {case 0:S->top[0]++; S->Stack[S->top[0]]=x; break; case 1:S->top[1]--; S->Stack[S->top[1]]=x;break; default: return(FALSE) } return(TRUE); }
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用C语言定义栈的顺序存储结构 语言定义栈的顺序存储结构
#define TRUE 1 #define FALSE 0 #define Stack_Size 50 typedef struct {StackElementType elem[Stack_Size]; /*用来存放栈中元素的一维数组 用来存放栈中元素的一维数组*/ 用来存放栈中元素的一维数组 int top; /*用来存放栈顶元素的下标 用来存放栈顶元素的下标*/ 用来存放栈顶元素的下标 }SeqStack;
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线性表分类
Data can be inserted and deleted anywhere.
Data can only be inserted and deleted at the ends of the structure.
6
栈的定义
后进先出策略, 后进先出策略,即LIFO (Last In, First Out)
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Push operation in a stack
Push adds an item at the top of the stack.
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Pop operation in a stack
Pop removes the item at the top of the stack.
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顺序栈Push、 Pop操作演示 、 顺序栈 操作演示
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顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
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void InitStack(SeqStack *S) {/*构造一个空栈 构造一个空栈S*/ 构造一个空栈 S->top= -1; }
可以改写成带返回值的形式吗? 可以改写成带返回值的形式吗? 如果可以,如何改写? 如果可以,如何改写?
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Push Pop
链栈基本操作的实现
int Pop(LinkStack top, StackElementType *x) {/*将栈 的栈顶元素弹出,放到 所指 将栈top的栈顶元素弹出 将栈 的栈顶元素弹出,放到x所指 的存储空间中 */ LinkStackNode *temp; temp=top->next; if(temp==NULL) return(FALSE); top->next=temp->next; *x=temp->data; free(temp);/*释放存储空间 释放存储空间*/ 释放存储空间 return(TRUE); }
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栈的抽象数据类型定义
数据元素:可以是任意类型的数据,但必须属于同 数据元素:可以是任意类型的数据,但必须属于同 一个数据对象。 一个数据对象。 关系:栈中数据元素之间是线性关系 关系:栈中数据元素之间是线性关系 基本操作: 基本操作:
Push Pop StackTop InitStack ClearStack IsEmpty IsFull GetTop …
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第三章 栈和队列
栈 栈的定义 栈的表示和实现 两栈共享技术 栈与递归的实现 栈的应用举例 队列 要点小结
10
栈的表示和实现
栈在计算机中主要有两种基本的存储结 构:
顺序存储结构 链式存储结构
顺序存储的栈为顺序栈。 顺序存储的栈为顺序栈。 顺序栈 链式存储的栈为链栈 链栈。 链式存储的栈为链栈。11Fra bibliotek重点和难点
掌握栈和队列的基本操作实现算法
2
第三章 栈和队列
栈 栈的定义 栈的表示和实现 两栈共享技术 栈与递归的实现 栈的应用举例 队列 要点小结
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第三章 栈和队列
栈 栈的定义 栈的表示和实现 两栈共享技术 栈与递归的实现 栈的应用举例 队列 要点小结
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线性表的概念
线性表(Linear List)是由 是由n(n≥0)个数据元素 结 个数据元素(结 线性表 是由 个数据元素 ……,a 点)a1,a2,…… n组成的有限序列。 …… 组成的有限序列。
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顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop 比较Push和Pop实现时的异同 和 比较 实现时的异同 哪个是正确的? 哪个是正确的?
int Pop(SeqStack *S, StackElementType *x) {if(S->top==-1) return(FALSE); else {*x= S->elem[S->top]; S->top--;/*修改栈顶指针 修改栈顶指针*/ 修改栈顶指针 return(TRUE);} }
顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
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int IsEmpty(SeqStack *S) /*判栈 为空栈时返回值为真,反之 判栈S为空栈时返回值为真 判栈 为空栈时返回值为真, 为假*/ 为假 { return(S->top==-1?TRUE:FALSE); }
顺序栈基本操作的实现
InitStack IsEmpty IsFull Push Pop GetTop
int IsFull(SeqStack *S) /*判栈 为满时返回真 否则返回假 判栈S为满时返回真 否则返回假*/ 判栈 为满时返回真,否则返回假 {
return(S->top== Stack_Size-1 ? TRUE:FALSE);
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链栈
链栈是采用链表作为存储结构实现的栈。 链栈是采用链表作为存储结构实现的栈。为便 是采用链表作为存储结构实现的栈 于操作,采用带头结点的单链表实现栈。 于操作,采用带头结点的单链表实现栈。
链栈在使用完毕时,应该释放其空间。 链栈在使用完毕时,应该释放其空间。