栈和队列

栈和队列

1.栈

栈：栈是一种仅支持在表位插入删除的线性表。栈底称为表头，栈顶称为表尾。

栈的存储结构：

• 顺序存储：

  • 顺序栈：用一组地址连续的内存单元依次存放从栈底到栈顶元素的结构。

    栈的入栈操作是：栈顶指针+1，元素入栈。

    栈的出栈操作是：元素出栈，栈顶指针-1。

  • 共享栈：两个栈共享栈顶空间，两个栈底设置为两端。

    共享栈是为了更有效的利用存储空间，两个栈的空间相互协调，当两个栈顶指针相邻=1时候栈满。

• 链式存储：

  • 链栈：便于多个栈共享存储空间，且不存在栈满上溢的情况，通常使用单链表实现。

    链栈规定没有头节点，指针指向栈顶元素。

    采用链栈便于节点的插入删除。

栈的应用：

• 数制转换：

  N=(N/d)d+N%d*

  由于输出的顺序是由个位到十位往上的，所以我们可以用栈来依次存储输出的结果，最后依次出栈次序就对了。

• 括号匹配：

  每读入一个右括号就查看栈顶，如果有左括号就将其出栈，不然就是非法情况，如果读入左括号，就将其入栈。起始结束条件都是栈为空。

• 行编辑问题：

• 表达式求值问题：

• 迷宫求解问题：

• 递归问题：

2.队列

队列：允许插入一端叫做队尾，允许删除一端叫做队头，是从队尾入队，队头出队的结构。

队列的存储结构：

• 顺序存储：
  • 队列
  • 双端队列：允许在队头队尾都进行插入删除操作的结构。
  • 循环队列：在普通队列的基础上加了两个指针，分别指向队头和队尾元素。
• 链式存储：
  • 链队列：需要两个分别表示队头队尾的指针。

队列的应用：

• 层次遍历：

  1. 根节点入队

  2. 若队空则结束遍历，反之重复3

  3. 队列第一个节点出队，访问。如果有左孩子就入队，如果有右孩子就入队，返回2

• 计算机系统中的应用：

  • 解决主机与外部设备之间速度不匹配问题：设置缓冲区解决输入速度比打印速度快的问题，缓冲区就是一个队列。
  • 解决多用户引起的资源竞争问题：消息队列。