栈和队列详解

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前言

栈和队列也属于线性表,但是它们存取顺序有一定的顺序,本篇对其做重点讲解




一、栈:



1.栈的基本概念:

栈:一种特殊的线性表,其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为

栈顶

,另一端称为

栈底

。栈中的数据元素遵守

后进先出LIFO(Last In First Out)的原则

存储数据:

  • 压栈:栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈,入数据在栈顶。
  • 出栈:栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。

在这里插入图片描述



2.如何实现栈?

栈的实现一般可以使用数组或者链表实现,相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入和删除数据的代价比较小。

在这里插入图片描述



3.栈代码演示:

void StackInit(Stack* ps)//栈的初始化
{
	assert(ps);
	ps->arr = NULL;
	ps->top = 0;
	ps->capacity = 0;
}
void StackDestroy(Stack* ps)//栈销毁
{
	assert(ps);
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;
}
void StackPush(Stack* ps, StackDataType x)//压栈
{
	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		StackDataType* tmp = (StackDataType*)realloc(ps->arr, sizeof(StackDataType) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc");
			exit(-1);
		}
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	ps->arr[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
void StackPop(Stack* ps)//出栈
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));
	ps->top--;
}
StackDataType StackTop(Stack* ps)//取栈顶的值
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));
	return ps->arr[ps->top - 1];
}
bool StackEmpty(Stack* ps)//判断栈是否为空
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}
int StackSize(Stack* ps)//取栈的大小
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}



二、队列:



1.队列的基本概念:

队列:只允许在一端进行插入数据操作,在另一端进行删除数据操作的特殊线性表,队列具有先进先出FIFO(First In First Out) 的存取顺序。

存取顺序:

  • 队头:出队列进行删除操作的一端称为队头。
  • 队尾:进行插入操作的一端称为队尾。



2.如何实现队列?

队列也可以数组结构实现,但是使用链表的结构实现更优一些,因为如果使用数组的结构,出队列在数组头上出数据,需要挪动数据,效率会比较低。

在这里插入图片描述



3.队列代码演示:

void QueueInit(Queue* pq)//队列初始化
{
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)//队列销毁
{
	assert(pq);
	QueueNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QueueNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QueuePush(Queue* pq, QueueDataType x)//队列入值
{
	assert(pq);
	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	if (pq->head == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
	pq->size++;
}
void QueuePop(Queue* pq)//队列删值
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		QueueNode* next = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}
	pq->size--;
}
QueueDataType QueueFront(Queue* pq)//队列首值
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->head->data;
}
QueueDataType QueueBack(Queue* pq)//队列尾值
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->tail->data;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)//队列判空
{
	return pq->head == NULL;
}
int QueueSize(Queue* pq)//队列大小
{
	return pq->size;
}



总结

以上就是今天要讲栈和队列的内容,如果对刚刚阅读本篇博客的你有所帮助的话,不要忘记给博主一个三连哦!



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