数据结构-堆栈和队列

堆栈的定义

后进先出

二、堆栈的基本操作

1.插入（进栈、入栈）

2.删除（出栈、退栈）

3.测试堆栈是否为空

4.测试堆栈是否已满

5.检索当前栈顶元素

数组  静态结构

堆栈 动态结构

溢出 

上溢  当堆栈已满时做插入操作（top = M-1）

下溢  当堆栈为空时做删除操作（top = -1）

1.初始化堆栈

void INITIALS(int &top)

{

top = -1;

}

2.测试堆栈是否为空

int EMPTYS(int top) 

{

return top == -1;

}

3.测试

int FULLS(int top)

{

return top == M - 1;

}

4.插入（进栈）算法

int PUSH(SElemType STACK[], int &top)

{

if(FULLS(top)) 

{

return 0;

} else {

STACK[++top] = item;

retrun 1;

}

}

5.删除（出栈）算法

int POP (SElemType STACK[], int &top)

{

if(EMPTYS(top))

return 0;

else {

item = STACK[top - -];

return 1;

}

}

三、多栈共享连续空间问题

（以两个栈共享一个数组为例）

栈满的条件 top[0] = top[1] - 1

算法 

int PUSH(SElemType STACK[], int top,int i,SelemType item)

{

if(top[0] == top[1] -1)

retrurn 0;

else {

if(i == 1) 

STACK[++top] = item;

else 

STACK[- - top] = item;

return 1;

}

}

int PUSH(SElemType STACK[], int top,int i,SelemType item)

{

if(top[0] == top[1] -1)

retrurn 0;

else {

if(i == 1) 

top[0] ++; // 修改第一个栈顶指针

else 

top[1]- -; // 修改第二个栈顶指针

STACK[top[i - 1]] = item; 

return 1;

}

}

int POP(SElemType STACK[], int top, int i, SElemType item)

{

if(i == 1)

if(top[0]==-1)

return 0;

else {

item = STACK[top[0] - -];

return 1;

}

else 

if(top[1]== M)

return 0;

else {

item = STACK[top[1]++];

return 1;

}

}

4.3 堆栈的链式存储结构

类型定义

typedef struct node {

SELmeType data;

struct node *link;

} STNode, *STLink;

二、基本算法

1.堆栈初始化

void INITIAL(STLink &top)

{

top = NULL;

}

2.测试堆栈是否为空

int EMPTYS(STLink top)

{

return top == NULL;

}

3.插入（进栈）算法 

// 不必判断栈满

int PUSHLINK(STLink &top, SElemType item)

{

STLink p;

if(!(p=(STLink)malloc(sizeof(STNode)))

return 0;

else {

p->data = item; // 将item送新的结点数据域

p->link = top; // 将新结点插入到结点最前面

top = p; // 修改栈顶指针指向

return 1;

}

}

4.删除（退栈）算法

int POPLINK(STLink &top, SElemType &item)

{

STLink p;

if(EMPTYS(top))

return 0;

else {

p = top;

item = top->data;

top = top->link;

free(p);

return 1;

}

}

4.4堆栈的应用举例

4.5队列的基本概念

先进先出

二、队列的基本操作

1.队列的插入（进队、入队）

2.队列的删除（出队、退队）

3.测试队列是否为空

4.检索当前对头元素

5.创建一个空队

特殊性：1.其操作仅是一般线性表的操作的一个子集

      2.插入和删除操作的位置受限制

约定 

rear 指出实际队尾元素所在的位置

front 指出实际队头元素所在位置的前一个位置

二、基本算法

1.初始化队列 

void INITIALQ(int &front, int &rear)

{

front = -1;

rear = -1;

}

2.测试队列是否为空

int EMPTYQ(int front, int rear)

{

return front == rear;

}

3.插入（进队）算法

int ADDQ(QElemType QUEUE, int &rear, QElemType item) 

{

if(rear == M-1)

return 0;

else {

QUEUE[++ rear] = item;

return 1;

}

}

4.删除（出队）算法

int DELQ(QElemType QUEUE[], int &front, int &rear, QElemType &item)

{

if(EMPTYQ(front, rear))

return 0;

else 

item = QUEUE[++ front];

return 1;

}

假溢出 

算法

int ADDQ(QElemType QUEUE[] , int &rear, QElemType item)

{

if(rear == M -1 )

return 0;

else {

QUEUE[++ rear] = item;

return 1;

}

}

三、循环队列

4.7 队列的链式存储结构

front 与 rear分别指向实际队头和队尾元素 

3.插入（进队）

1.初始队列为空

2.初始队列非空

算法

#define LEN sizeof(QNode)

int ADDLINKQ(QLink &front, QLink &rear, QElemType item)

{

QLink p;

if(!(p=(Qlink)malloc(LEN)))

return 0;

p->data = item;

p->link = NULL;

if(front == NULL) // 插入空队

front = p;

else 

rear->link = p; // 插入非空队

rear = p;

return 1;

}

4.删除（出队）

算法

int DELLINKQ(QLink &front, QLink &rear, QElemType &item)

{

Qlink p;

if(EMPTYQ(front))

return 0;

else {

p = front;

front = front->link;

item = p->data;

free(p);

return 1; // 队列非空 删除成功

}

}

5.销毁一个队列

将链表中所有结点都删除 并且释放存储空间 使队列成为一个空队列（空链表）

void DESLINKQ(QLink &front, QLink &rear)

{

while(front) {

rear = front->link;

free(front);

front = rear;

}

}