PHP数据结构之六 PHP栈的应用举例
数据结构 课件 第3章 栈

第3章 栈
第 3 章 栈
知
识点
栈的定义和特点 栈的基本运算和算法 栈的典型应用
难
点
后缀表达式的算法 数制的换算 利用本章的基本知识设计相关的应用问题
要
求
掌握栈的特点 掌握栈的基本运算 熟悉栈的各种实际应用 能设计栈应用的典型算法 了解栈的运算时间复杂度分析
第3章 目录
2.顺序栈运算的基本算法 (1)置空栈 首先建立栈空间,然后初始化栈顶指针。 SeqStack *Snull( ) { SeqStack *s; s=new (SeqStack);
// 在C语言中用s=malloc(sizeof(SeqStack)) ;
s->top= –1; return s; }
3-1 栈的定义与运算 3-2 栈的存储和实现 3-3 栈的应用举例 小 结 验证性实验3: 栈子系统 自主设计实验3:后缀表达式求值 单元练习3
3-1 栈的定义和运算
3-1-1 栈(Stack)的定义
1. 栈的定义 栈是限制在表尾进行插入和删除的线性表。 进栈 出栈
an …… a3 a2 a1
图3-1栈的 示意图
3-3.
3-3-1 数制转换
栈的应用举例
数值进位制的换算是计算机实现计算和处理的 基本问题。比如将十进制数N转换为j进制的数,其 解决的方法很多,其中一个常用的算法是除j取余法。 将十进制数每次除以j,所得的余数依次入栈,然后 按“后进先出”的次序出栈便得到转换的结果。 其算法原理是: N =(N / j)* j + N % j
由于栈的操作只能在栈顶进行的,所以用链表的头部做
栈顶是最合适的。链栈结构如图3-4所示。
大学数据结构课件--第3章 栈和队列

栈满 top-base=stacksize
top
F
E
D C B
top top top top top top base
入栈PUSH(s,x):s[top++]=x; top 出栈 POP(s,x):x=s[--top]; top
base
4
A
3.1 栈
例1:一个栈的输入序列为1,2,3,若在入栈的过程中 允许出栈,则可能得到的出栈序列是什么? 答: 可以通过穷举所有可能性来求解:
3.2 栈的应用举例
二、表达式求值
“算符优先法”
一个表达式由操作数、运算符和界限符组成。 # 例如:3*(7-2*3) (1)要正确求值,首先了解算术四则运算的规则 a.从左算到右 b.先乘除后加减 c.先括号内,后括号外 所以,3*(7-2*3)=3*(7-6)=3*1=3
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3.2 栈的应用举例
InitStack(S); while (!QueueEmpty(Q))
{DeQueue(Q,d);push(S,d);}
while (!StackEmpty(S)) {pop(S,d);EnQueue(Q,d);} }
第3章 栈和队列
教学要求:
1、掌握栈和队列的定义、特性,并能正确应用它们解决实 际问题;
用一组地址连续的存储单元依次存放从队头到队尾的元素, 设指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素的位置。
Q.rear 5 4 Q.rear 3 2 3 2 5 4 Q.rear 3 3 5 4 5 4
F E D C
C B A
Q.front
2 1 0
C B
Q.front 2 1 0
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。
数据结构第六次课-栈和队列B

设计思路:用栈暂存运算符
第4页
❖回文游戏:顺读与逆读字符串一样(不含空格)
1.读入字符串
d
top 2.压入栈
a
3.原串字符与出栈字符依次比较
d
若不等,非回文
字符串:“madam I madam”
若直到栈空都相等,则是回文
“上海自来水来自海上” 有没有更简洁的办法呢?
(读入字符串,压入n/2个字符,n为字符个数)
第8页
表达式表示法
算术表达式中最常见的表示法形式有 中缀、前缀
和 后缀表示法。中缀表示法是书写表达式的常见方式,
而前缀和后缀表示法主要用于计算机科学领域。
➢中缀表示法 Syntax: operand1 operator operand2 Example: (A+B)*C-D/(E+F) ➢前缀表示法 -波兰表示法(Polish notation,PN) Syntax : operator operand1 operand2 Example : -*+ABC/D+EF ➢后缀表示法 -逆波兰表示法(Reverse Polish Notation,RPN) Syntax : operand1 operand2 operator Example : AB+C*DEF+/- 无操作符优先级问题,求值简单
第7页
❖ 表达式求值( 这是栈应用的典型例子 )
这里,表达式求值的算法是 “算符优先法”。
例如:3*(7 – 2 ) (1) 要正确求值,首先了解算术四则运算的规则:
a. 从左算到右 b. 先乘除,后加减 c. 先括号内,后括号外 由此,通常此表达式的计算顺序为:
3*(7 – 2 )= 3 * 5 = 15
数据结构第3章栈

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(4)取栈顶元素操作
Elemtype gettop(sqstack *s) { /*若栈s不为空,则返回栈顶元素*/ If(s->top<0) return NULL; /*栈空*/ return (s->stack[s->top]); }
。
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算术表达式求值
在计算机中,任何一个表达式都是由: 操作数(operand)、运算符(operator)和 界限符(delimiter)组成的。 其中操作数可以是常数,也可以是变量或常量的 标识符;运算符可以是算术运算体符、关系运算符和 逻辑符;界限符为左右括号和标识表达式结束的结束 符。
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存储结构
栈是一种特殊的线性表,有两种存储方式: 顺序存储结构存储
链式存储结构存储。
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顺序栈的数组表示
与第二章讨论的一般的顺序存储结构的线性表 一样,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,这种形式的栈也称为顺 序栈。 使用一维数组来作为栈的顺序存储空间。 设指针top指向栈顶元素的当前位置,以数组 小下标的一端作为栈底。 top=0时为空栈,元素进栈时指针top不断地 加1,当top等于数组的最大下标值时则栈满。
5)假如读出的运算符的优先级不大于运算符栈栈顶运算符
的优先级,则从操作数栈连续退出两个操作数,从运算符栈中 退出一个运算符,然后作相应的运算,并将运算结果压入操作 数栈。此时读出的运算符下次重新考虑(即不读入下一个符号 )。
php 链表使用场景

php 链表使用场景PHP链表使用场景链表(Linked List)是一种常见的数据结构,它由一系列节点组成,每个节点包含数据以及指向下一个节点的指针。
相比于数组,链表具有动态性和灵活性,适用于许多不同的场景。
在PHP中,链表的使用场景也非常广泛,本文将介绍几个常见的PHP链表使用场景。
1. 缓存数据存储在Web开发中,缓存是提高性能的一种常用方式。
而链表可以用来存储缓存数据。
通过将缓存数据存储在链表中,可以方便地进行数据的插入、删除和更新操作,而无需频繁地重新分配内存。
同时,链表可以根据数据的访问频率进行排序,将最常访问的数据放在链表的头部,从而提高缓存的命中率。
2. 队列和栈的实现队列(Queue)和栈(Stack)是常用的数据结构,它们可以通过链表来实现。
队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,可以用链表来实现具有动态长度的队列。
栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,也可以用链表来实现。
通过链表实现队列和栈,可以方便地进行数据的入队、出队、入栈和出栈操作。
3. 链表排序链表排序是一个常见的算法问题,可以通过链表来实现各种排序算法,例如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等。
链表排序的基本思想是通过比较节点的值,将节点进行重新排序,最终得到有序的链表。
在PHP中,通过链表排序可以对一组数据进行快速排序,提高排序算法的效率。
4. 链表反转链表反转是另一个常见的算法问题,可以通过链表来实现。
链表反转的基本思想是将链表中的每个节点的指针反转,从而实现链表的反转。
在PHP中,通过链表反转可以实现对一组数据的倒序输出,或者对一段文本进行倒序排列等操作。
5. 联系人管理系统链表可以用来实现联系人管理系统。
在PHP中,可以使用链表存储联系人的信息,每个节点表示一个联系人,节点中包含联系人的姓名、电话号码、地址等信息。
通过链表的插入、删除和更新操作,可以方便地对联系人进行管理,例如添加联系人、删除联系人、查找联系人等。
举例说明堆栈的操作
举例说明堆栈的操作堆栈(Stack)是一种线性数据结构,其中元素的加入和删除都在同一端进行,这个端被称为栈顶。
堆栈遵循LIFO(Last In First Out)的原则,即最后加入的元素最先被删除。
下面举例说明堆栈的常见操作:1. 入栈(Push):将一个元素加入到栈顶。
比如,我们有一个空栈,然后按照顺序依次入栈5、8和3,栈的状态会变为[5, 8, 3]。
入栈操作可以用以下伪代码表示:```push(stack, element):top = top + 1 // 增加栈顶指针stack[top] = element // 将元素放入栈顶位置```2. 出栈(Pop):将栈顶元素删除,并返回其值。
从上面的例子继续,如果我们执行一次出栈操作,那么元素3会被删除,栈的状态变为[5, 8]。
出栈操作可以用以下伪代码表示:```pop(stack):if top < 0:error "栈为空"else:element = stack[top] // 获取栈顶元素的值top = top - 1 // 减少栈顶指针return element // 返回栈顶元素的值```3. 获取栈顶元素(Top):返回栈顶元素的值,但不删除栈顶元素。
在上述的例子中,栈顶元素是8、获取栈顶元素操作可以用以下伪代码表示:```top(stack):if top < 0:error "栈为空"else:return stack[top] // 返回栈顶元素的值```4. 判空(isEmpty):检查栈是否为空。
在入栈和出栈操作之后,我们可以使用isEmpty操作来判断栈是否为空。
如果栈为空,返回True;否则,返回False。
判空操作可以用以下伪代码表示:```isEmpty(stack):if top < 0:return Trueelse:return False```5. 获取栈的大小(Size):返回栈中元素的个数。
栈的应用及特性
栈的应用及特性栈是计算机科学中一种非常重要的数据结构,具有广泛的应用和独特的特性。
下面将详细介绍栈的应用及特性。
一、栈的应用:1. 函数调用:在程序执行过程中,函数的调用和返回通常采用栈进行管理。
当一个函数被调用时,函数的参数和局部变量被压入栈中,函数执行完毕后,这些信息会被弹出栈恢复到调用函数的状态。
2. 表达式求值:在编程语言中,栈可用于表达式求值、中缀表达式转换为后缀表达式等相关操作。
通过利用栈的先进后出特性,可以方便地实现这些功能。
3. 递归算法:递归算法中的递归调用也可以通过栈来实现。
当算法需要递归调用时,将函数和相关变量的信息压入栈中,等到递归结束后,再从栈中弹出恢复状态。
4. 括号匹配:栈也常用于判断表达式中的括号是否匹配。
遍历表达式,遇到左括号时压入栈,遇到右括号时弹出栈顶元素,如果匹配则继续,不匹配则判定为括号不匹配。
5. 浏览器的前进后退:浏览器的前进后退功能可以使用栈实现。
每次浏览一个网页时,将该网页的URL压入栈中,点击后退按钮时,再从栈中弹出上一个URL,即可实现返回上一个网页的功能。
6. 撤销操作:在图形界面软件中,通常会有撤销操作。
使用栈可以将每一步操作的状态依次压入栈中,当用户需要撤销时,再从栈中弹出最近的状态,恢复到之前的操作状态。
二、栈的特性:1. 先进后出:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,即最新添加的元素最先被访问或者删除。
这一特性使得栈能够方便地实现函数调用和返回等操作。
2. 只能操作栈顶元素:由于栈的特性,只能访问或者修改栈顶元素,无法直接访问或者修改栈中的其他元素。
需要先将栈顶元素弹出后,才能访问或者修改下一个栈顶元素。
3. 顺序存储结构:栈可以使用数组或者链表实现。
使用数组实现时,需要指定栈的最大容量,而使用链表实现时,没有容量限制。
4. 操作复杂度:栈的插入和删除操作只涉及栈顶元素,所以其操作复杂度为O(1)。
但是栈的搜索和访问操作需要从栈顶开始遍历,所以其操作复杂度为O(n)。
数据结构 3.1栈和队列(顺序及链栈定义和应用)
假设从终端接受了这样两行字符: whli##ilr#e(s#*s) outcha@putchar(*s=#++);
则实际有效的是下列两行: while (*s) putchar(*s++);
例4:迷宫求解
通常用 “回溯 试探方 法”求 解
##########
# Q # $ $ $ #
#
# #$ $ $ # #
3.1 栈的类型定义
实例引进 考虑问题:一个死胡同,宽度只能够一辆车进 出,现有三辆汽车依次进入胡同停车,后A车 要离开,如何处理? 用计算机模拟以上问题
小花车
小明家 小花家 能能家 点点家 强强家
小花车
点点车 强强车
基本概念
栈(STACK) ——一种限定性的 数据结构,限定只能在表的一端 进行插入和删除的线性表。
# $ $ # #
#
## ##
##
# #
##
# # #
#
## # ## # # #
#
Q #
##########
求迷宫路径算法的基本思想
若当前位置“可通”,则纳入路径,继续( 向东)前进; 若当前位置“不可通”,则后退,换方向 继续探索; 若四周“均无通路”,则将当前位置从路 径中删除出去。
一 顺序栈
顺序栈存储的特点 顺序栈各个基本操作顺序实现 完整的顺序栈c语言程序 模拟停车场
一 顺序栈
存储特点
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
c语言中可用数组来实现顺序栈
设置栈顶指针Top
elem[arrmax]
a1 a2 a3 a4
Top
top的值
elem[arrmax]
php 数据结构讲解
php 数据结构讲解摘要:1.PHP 数据结构概述2.数组与链表3.栈与队列4.哈希表与映射5.树与二叉树6.堆与优先队列7.PHP 数据结构的实际应用正文:PHP 数据结构讲解作为一门广泛应用于后端开发的编程语言,PHP 在处理数据方面具有丰富的数据结构。
这些数据结构可以帮助开发者更高效地操作和管理数据。
本文将对PHP 中的主要数据结构进行讲解,包括数组、链表、栈、队列、哈希表、映射、树、二叉树、堆和优先队列,并介绍它们在实际应用中的使用情况。
1.PHP 数据结构概述PHP 数据结构是用于存储和管理数据的容器,它们可以存储不同类型的数据,如整数、浮点数、字符串、对象等。
PHP 提供了多种内置数据结构,包括数组、链表、栈、队列、哈希表、映射、树、二叉树、堆和优先队列等。
这些数据结构有各自的优缺点,适用于不同的场景。
2.数组与链表数组是PHP 中最常用的数据结构,可以存储多个元素,每个元素都有一个索引。
数组支持常见的操作,如添加元素、删除元素、遍历元素等。
链表是一种线性数据结构,由多个节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表与数组相比,插入和删除操作更加高效。
3.栈与队列栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,可以在顶部添加或删除元素。
队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,只能在队尾添加元素,从队头删除元素。
栈和队列在算法设计中有着广泛的应用,如计算表达式的值、广度优先搜索等。
4.哈希表与映射哈希表是一种非线性数据结构,通过哈希函数将键值对映射到特定的位置。
哈希表支持快速的查找、插入和删除操作,但插入和删除操作可能会导致哈希表的重新分布。
映射是一种键值对集合,与哈希表类似,但更注重键的唯一性。
5.树与二叉树树是一种层次化的数据结构,由多个节点组成,每个节点包含数据和指向子节点的指针。
二叉树是一种特殊的树,每个节点最多有两个子节点。
树和二叉树在数据存储和检索方面具有优势,如目录结构、组织结构等。
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PHP数据结构之六 PHP栈的应用举例【数制转换和括号匹配算法】
PHP栈的应用举例【数制转换和括号匹配算法】
<?php
/**
*栈的应用举例
*
*1.十进制整数转换为二、八、十六进制整数
*2.括号匹配问题
*/
header("content-type:text/html;charset=gb2312");
//在PHP数据结构之五栈的PHP的实现和栈的基本操作可以找到StackLinked类
include_once("./StackLinked.class.php");
/**
*十进制整数转换为二、八、十六进制整数
*
*@param int $input 待转换的十进制数
*@param int $output_scale 输出的进制
*@return array $array['before']输出的十进制整型数(整型)
$array['after'] 转换后的整型数(整型)
$array['stringclass'] 转换后的整型数的字符串表示(字符串型)
*/
function scaleconvert($input,$output_scale){
if(is_int($input)){
$a=$input;
$scale=array(2,8,16);
if(in_array($output_scale,$scale)){
$stack=new StackLinked();
while($a!=0){
$mod=$a % $output_scale;
$stack->getPushStack($mod);
$a=(int)($a-$mod)/$output_scale;
}
$elems=$stack->getAllPopStack();
$output='';
if($output_scale == 16){
$output.='0x';
}elseif($output_scale == 8){
$output.='0';
}
foreach($elems as $value){
if($output_scale == 16){
switch($value){
case 10:
$value='A';
break;
case 11:
$value='B';
break;
case 12:
$value='C';
break;
case 13:
$value='D';
break;
case 14:
$value='E';
break;
case 15:
$value='F';
break;
}
}
$output.=$value;
}
//因为输出语句会自动将整型的数转换为10进制输出,
//也即如果转换后的结果为0xff,直接将0xff输出会得到255,所以返回一数组
return
array('before'=>$input,'after'=>intval($output,$output_sca le),'stringclass'=>$output);
}else{
return 0;
}
}else{
return 0;
}
}
/**
*实现括号匹配算法
*
*@param string $str
*@return mixed 匹配成功返回一个数组,否则返回false
*/
function bracketmatch($str){
$substr='';
$brackets=array();
$stack=new StackLinked();
$strlen=strlen($str);
$leftb="(";
$rightb=")";
for($i=0;$i<$strlen;$i++){
$cu=$str[$i];
if(ord($cu)>127){
$cu=substr($str,$i,2);
$i++;
}
if($cu == $leftb){
if(strlen($substr)>0){
$e=array('v'=>$substr,'d'=>'L'); $stack->getPushStack($e);
}
$stack->getPushStack($cu);
$substr='';
}
if($cu == $rightb){
if(strlen($substr)>0){
$e=array('v'=>$substr,'d'=>'R'); $stack->getPushStack($e);
$substr='';
}
$bl='(';
$tag=true;
$remain=$stack->getCountForElem('(');
$e1='';
while($tag && !$stack->getIsEmpty()){
$stack->getPopStack($e1);
if($e1 == $leftb){
$bl.=')';
$brackets[$remain][]=$bl;
$tag=fal
se;
}else{
if($e1['d'] == 'L'){
$bl='('.$e1['v'].substr($bl,1);
}else{
$bl.=$e1['v'];
}
}
}
}
if($cu !='(' && $cu != ')'){
$substr.=$cu;
}
}
if($stack->getCountForElem('(') == 0){
$stack->getAllPopStack();
return $brackets;
}else{
return false;
}
}
$num=255;
$output_scale=16;
$renum=scaleconvert($num,$output_scale);
echo "10进制数{$renum['before']}转换为{$output_scale}进制为:".$renum['stringclass'];
echo "<br /><pre>";
var_dump(bracketmatch("(sfsf((徐典阳(喹)sfsdf)(sfsf)sdfsa(啦啦))啦嘌呆在abc)"));
echo "</pre>";
?>。