栈和队列B题

题目描述:

Description

      在大学里学习了一个学期了,大家大都对所学的专业有了基本的了解。许多同学也已经知道了到大二要开一门课叫做《数据结构》,那么今天给你们提前讲一下一个最简单的数据结构:栈。 栈的基本操作有3种:push,pop,top。
例如,给你一个数列:1 2 3 4 
push:向栈中加入一个数,比如push 5,数列就变成1 2 3 4 5。
pop:从栈中删除最后面的数,比如 pop,数列就变成1 2 3。(数列变化,但是不输出。如果栈是空的,即不能 pop 操作,那就输出 error ,但是接下来的操作还是要继续的)。 
top:找出栈最后面的数,比如 top ,你就要输出4。(如果栈中没有数的话,即不能 top 操作,那就输出 empty)。
      然后,你们可以看出来了吧,其实栈就是一个先进后出(越先进去的元素越后面出来)的数据结构,很简单吧,下面要检验下你们的学习效果了。

Input

输入包含多组测试数据.
每组数据的第一行为一个整数 T(1 <= T <= 1000 ),接下来 T 行为对栈的操作。

Output

如果操作是top,那么输出最后面的数,如果栈中没有数的话,那就输出“empty”(不含引号)。
如果操作是pop且栈是空的,那么输出 “error”(不含引号)。
在每组测试数据的最后多加一次换行。

Sample Input

8
push 1
push 2
push 3
push 4
top
pop
top
pop
3
push 1
pop
top

Sample Output

4
3

empty

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
    int t,i;
    int a[100000];
    char str[10];
    while(~scanf("%d",&t))
    {
        i=1;
        while(t--)
        {
            scanf("%s",str);
            if(strcmp(str,"push")==0)
            {
                scanf("%d",&a[i]);
                i++;
            }
            if(strcmp(str,"pop")==0)
            {
                if(i==1)
                    printf("error\n");
                else
                    i--;
            }
            if(strcmp(str,"top")==0)
            {
                if(i==1)
                    printf("empty\n");
                else
                    printf("%d\n",a[i-1]);
            }
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
<think>嗯,用户想了解队列据结构概念及其应用场景,可能是为了考试或者写论述答案。首先,我需要回忆队列的基本定义,确保概念准确。是后进先出(LIFO)的结构,队列是先进先出(FIFO)的。然后要比较它们的异同,比如操作上的区别,比如pushpop在顶端,队列的enqueuedequeue分别在尾头。 接下来是应用场景,的应用比如函调用堆、括号匹配、撤销操作;队列的应用比如任务调度、缓冲处理、广度优先搜索。需要具体例子,比如操作系统中的进程调度用队列,编辑器里的撤销用。这部分要结合用户提供的引用,比如引用[2]提到据存储技术,可能可以关联到实际应用中的实现。 用户提供的引用里,引用[1]提到据结构目详解,可能需要注意常见错误,比如溢出或者队列空的情况处理。引用[3]讲线程超时,可能队列在任务调度中的应用有关联,但不确定是否直接相关,可能需要谨慎引用。 还要确保回答结构清晰,分点论述。可能用户需要简答论述两种形式,所以先给出概念,再比较异同,后详细的应用场景。代码示例部分,用户给的例子是Python,所以用Python实现队列的基本操作,比如用列表实现,但要注意线程安全或者效率问,比如用collections.deque实现队列更高效。 需要检查LaTeX格式是否正确,所有行内公式用$...$,独立公式用$$...$$。比如的操作复杂度是$O(1)$,队列的也是$O(1)$,但循环队列可能需要组实现。这部分可能需要学表达式,但用户示例中没有复杂的公式,保持简洁。 后生成相关问,要围绕队列的扩展,比如实现方式、应用实例、复杂度分析等。确保问有助于用户进一步学习或考试准备。注意引用标识要自然添加,比如在讨论括号匹配时引用[^1]的常见错误,或者在据存储实现时引用[^2]。 现在整理回答结构,先定义队列,再比较,接着应用场景,代码示例,后相关问。确保每个部分都准确,并且引用恰当的地方。</think>### 队列的概念及应用场景 #### 1. **据结构概念** - **(Stack)**: 是一种**后进先出(LIFO)**的线性据结构,仅允许在**同一端(顶)**进行插入(`push`)删除(`pop`)操作。其核心特性为: - 基本操作时间复杂度为$O(1)$; - 典型应用包括函调用、表达式求值、括号匹配等。 - **队列(Queue)**: 队列是一种**先进先出(FIFO)**的线性据结构,插入操作(`enqueue`)在**队尾**进行,删除操作(`dequeue`)在**队头**进行。其特点为: - 基本操作时间复杂度为$O(1)$; - 应用场景如任务调度、消息队列、广度优先搜索(BFS)等。 #### 2. **队列的对比** | 特性 | | 队列 | |--------------|------------------------|--------------------------| | 操作端 | 仅顶 | 队头(删除)、队尾(插入)| | 据顺序 | LIFO | FIFO | | 典型问 | 递归实现、撤销操作 | 多线程任务分发、缓冲处理 | #### 3. **应用场景详解** - **的典型应用**: - **函调用**:程序执行时保存函调用上下文,确保返回地址局部变量的正确性[^1]; - **括号匹配**:通过检测表达式中的括号嵌套合法性,例如`((a+b)*c)`; - **撤销操作(Undo)**:编辑器通过记录操作历史,支持反向回退。 - **队列的典型应用**: - **任务调度**:操作系统使用队列管理进程的就绪状态,确保公平性(如轮转调度)[^3]; - **消息队列**:分布式系统中异步处理请求,解耦生产者消费者; - **广度优先搜索(BFS)**:遍历图或树时,按层级访问节点。 #### 4. **代码示例** **的实现(Python)**: ```python class Stack: def __init__(self): self.items = [] def push(self, x): self.items.append(x) def pop(self): return self.items.pop() if self.items else None def is_empty(self): return len(self.items) == 0 ``` **队列的实现(Python)**: ```python from collections import deque class Queue: def __init__(self): self.items = deque() def enqueue(self, x): self.items.append(x) def dequeue(self): return self.items.popleft() if self.items else None ``` #### 5. **关键问与扩展** - **溢出**:递归过深可能导致空间耗尽,需注意递归终止条件; - **循环队列**:通过固定长度指针实现队列,避免据迁移的开销; - **线程安全队列**:多线程环境下需使用锁或原子操作保证一致性。 ---
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