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1. 栈
1. 1 概念及结构 栈#xff1a;是一种特殊的线性表#xff0c;其只允许在固定的一端进行插入和删除元素的操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶#xff0c;另一端为栈底。 栈中的数据元素遵守后进先出原则(LIFO)原则 压栈#xff1a;栈的…栈和队列修炼指南
1. 栈
1. 1 概念及结构 栈是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的操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶另一端为栈底。 栈中的数据元素遵守后进先出原则(LIFO)原则 压栈栈的插入操作称为进栈/压栈/入栈其位置在栈顶 出栈栈的删除操作称为出栈其位置也在栈顶 1.2 分类数组栈和链式栈 数组栈推荐方式因为在数组尾插代价更小 链式栈相较数组栈无优势且一般将链表尾作为栈底链表头作为栈顶单链表情况下 1.3 数组栈
1.3.1 结构的定义
typedef int STElemType;
typedef struct Stack
{STElemType *data; //动态栈int top;int capacity;
}ST;1.3.2 初始化
void StackInit(ST *pt)
{pt-data (SElemType *)malloc(N*sizeof(SElemTyp e));if (!pt-data){perror(malloc);exit(1);}pt-capacity N; //N表示初始的最大容量pt-top 0; //此时top指向的是栈顶元素的下一个位置也可以定义为pt-top-1,这样top就是指向栈顶元素
} 1.3.3 销毁
void StackDestroy(ST *pt)
{free(pt-data);pt-toppt-capacity0;
} 1.3.4 判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST *pt)
{return pt-top0; //若为真即栈为空则返回1否则返回0
} 1.3.5入栈
void StackPush(ST *pt,SElemType x)
{if(pt-toppt-capacity) //如果容量已满{pt-capacity * 2; //将容量扩为原来的两倍ST* temp realloc(pt-data, pt-capacity*sizeof(SElemType));if(!temp){perror(malloc);exit(1);}pt-data temp;}//入栈pt-data[pt-top]x;pt-top;
}1.3.6 出栈
void StackPop(ST *pt)
{assert(!stackEmpty(pt)); //栈不能为空//出栈pt-top--;
}1.3.7 返回栈顶元素
SElemType StackTop(ST *pt)
{assert(!stackEmpty(pt)); //栈不能为空return pt-data[pt-top-1];
} 1.3.8 返回栈的元素个数
int StackSize(ST *pt)
{return pt-top;
} 1.3.9 将栈的元素全部取出
void StackPrint(ST *pt)
{assert(!stackEmpty(pt)); //栈不能为空while(!StackEmpty(pt)){printf(%d ,StackTop(pt)); //遵循先入后出原则从上往下取pt-top--;}
} 1.4 练习
学习完栈的基本概念和相关操作后你可以利用栈的特性做下面的OJ题
有效括号序列题目解析
逆波兰表达式求值题目解析
删除字符串中的所有相邻重复项题目解析
包含min函数的栈题目解析 2. 队列
2.1 概念及结构
队列只允许在一端进行入数据操作在另一端进行删除数据操作的特殊线性表遵循先进先出的原则FIFO入队列进行插入操作的一段叫做队尾出队列进行删除操作的一段叫做队头
2.2. 分类数组队列和链队列 数组队列由于出队列出的是队头元素因此数组队列出数据的效率低下不推荐使用 链队列入和出数据的效率都很高是队列常用的表示法 2.3 链队列
2.3.1 结构的定义
typedef int QDataType; //存储的数据类型typedef struct QueueNode //链队列的节点
{struct QueueNode *next;QDataType data;
}QueueNode;typedef struct Queue //定义存放指向队头队尾指针的结构体
{QueueNode *head; //指向队头QueueNode *tail; //指向队尾
}Queue;2.3.2 初始化
void QueueInit(Queue *pq)
{assert(pq);pq-head NULL;pq-tail NULL;
}2.3.3 销毁
void QueueDestroy(Queue *pq)
{QueueNode *cur pq-head; //定义临时变量while (cur){ pq-head pq-head-next; //链表下滑free(cur); //释放空间cur pq-head; //更新临时变量} pq-tail NULL; //空间释放完毕后head已经为空但tail成为了野指针所以要置空
}2.3.4 判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue *pq)
{assert(pq);return pq-head NULL;
}2.3.4 入队
void QueuePush(Queue *pq,QDataType x)
{assert(pq);QueueNode *newnode(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode)); //创建新节点if (NULL newNode){perror(malloc);exit(1);}newnode-datax;newnode-nextNULL;if(QueueEmpty(pq)) //如果队列为空{pq-headnewnode; //使队头、队尾指针同时指向新节点pq-tailnewnode;}else{pq-tail-nextnewnode; //使队尾指针的指向下一个节点的指针指向新节点pq-tailnewnode; //更新队尾指针}
}2.3.5 出队
void QueuePop(Queue *pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq)); //队列不能为空QueueNode *curpq-head; //定义临时变量保存队头指针pq-headpq-head-next; //使队头指针指向下一个节点free(cur); //释放原来的队头if(pq-headNULL)pq-tailNULL; //如果节点已经全部出队则要将队尾指针置空防止形成野指针
}2.3.6 返回队头/队尾数据域
//返回队头元素
QDataType QueueFront(Queue *pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq-head-data;
}//返回队尾元素
QDataType QueueBack(Queue *pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq-tail-data;
}2.3.7 返回队列元素个数
int QueueSize(Queue *pq)
{QueueNode *curpq-head;int size0;while(cur){size;curcur-next;}return size;
}
//也可以在队列结构体中增加size变量每入队一个size就加一2.4 练习
队列常常被用来对一些复杂数据结构的广度优先遍历但由于目前还未学习故不作深入讨论
除了这种最基本的只能从队尾插入数据从队头删除数据的队列外其实还有循环队列、双端队列、单调队列等许多复杂但功能强大的队列结构如果小伙伴们感兴趣也可以看看
循环队列
双端队列 单调队列
如果小伙伴们愿意挑战也可以做一做滑动窗口的最大值题目解析 3. 栈和队列的相互表示
这里拿两道OJ题来进行说明
用两个栈表示队列题目解析
用两个队列表示栈题目解析
