数据结构 - 栈和队列
- 线性表
- 操作受限
- 栈: 顺序栈,链栈,共享栈
- 队列: 循环队列,链式队列,双端队列
- 推广
- 数组: 一维数组 ,多维数组 ,压缩存储,稀疏矩阵
- 操作受限
1. 栈
- 栈是只允许在一端进行插入和删除的线性表;首先栈是一种线性表,后进先出(LIFO)
- 数学性质: n个不同元素进栈,出栈元素不同排列个数为(1/n+1)*C(n,2n) 又称卡特兰数
1.1 顺序栈
- 采用顺序存储的栈成为顺序栈,利用一组地址连续的存储单元存放自栈底到栈顶的数据元素,并附设栈顶指针(top)指示当时栈顶元素的位置
#define MaxSize 50
typedef struct{
Elemtype data[MaxSize];
int top;
}SqStack;
栈顶指针: S.top ,初始 S.top=-1,栈顶元素 S.data[S.top]
栈空 S.top =-1 栈满 S.top = MaxSize-1 栈长 S.top+1
//初始化
void InitStack(SqStack &S){
S.top = -1;
}
// 判栈空
bool StackEmpty(SqStack S){
if(S.top == -1) return true;
else return false;
}
//进栈
bool Push(SqStack &S,Elemtype value){
if(S.top!=MaxSize-1){
S.top++;
S.data[S.top] = value;
return true;
}
else return false;
}
//出栈
bool Pop(SqStack &S,Elemtype &value){
if(S.top != -1){
value = S.data[S.top];
S.top--;
return true;
}
else return false;
}
//获取栈顶元素
bool GetTop(SqStack S,Elemtype &value){
if(S.top != -1){
value=S.data[S.top];
return true;
}
return false;
}
2. 队列
- 只允许在一端进行插入,另一端进行删除,简称 入队,和 出队 先进先出(FIFO)
- 队头: Front 允许删除 ; 队尾: Rear 允许插入
- 队列顺序存储是分配一块连续的存储单元存放队列元素,并附设 队头和队尾指针
#define MaxSize 50
typedef struct{
ElemType data[MaxSize];
int front,rear;
}SqQueue;
初始(队空): Q.front = Q.rear = 0;
2.1 循环队列
- 将顺序队列想象成一个环状空间,即把队列元素从逻辑上视为一个环,成为 循环队列
初始: Q.front = Q.rear = 0;
队首指针进1: Q.front = (Q.front+1)%MaxSize;
队尾指针进1: Q.rear = (Q.rear+1)%MaxSize;
队列长度: (Q.rear+MaxSize-Q.front)%MaxSize;
出队入队时,指针 按顺时针方向进1
队满: (Q.rear+1)%MaxSize = Q.front;
队空: Q.front = Q.rear;

2. 循环队列操作
// initation
void InitQueue(SqQueue &Q){
Q.front = Q.rear = 0;
}
//empty
bool empty(SqQueue &Q){
if((Q.rear+1)%MaxSize == Q.front) return true;
return false;
}
// enQueue
bool enQueue(SqQueue &Q, ElemType k){
if((Q.rear+1)%MaxSize == Q.front) return false;
Q.data[Q.rear]= k;
Q.rear = (Q.rear+1)%MaxSize;
return true;
}
//deQueue
bool deQueue(SqQueue &Q, ElemType &k){
if(Q.front == Q.rear) return false;
k = Q.data[Q.front];
Q.front = (Q.front+1)%MaxSize;
return true;
}
2.2 链式队列
- 队列的链式表示为链队列,实际上是一个同时有队头指针和队尾指针的单链表

typedef struct{
ElemType data;
struct LinkNode *next;
}LinkNode;
typedef struct{
LinkNode *front,*rear;
}LinkQueue;
//init
void InitQueue(LinkQueue &Q){
Q.front = Q.rear = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
Q.front->next = NULL;
}
//isempty
bool isEmpty(LinkQueue &Q){
if(Q.front == Q.rear) return true;
return false;
}
//enQueue
void enQueue(LinkQueue &Q,ElemType k){
LinkNode *s = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
s->data = k;
s->next = NULL
Q.rear->next = s;
Q.rear = s;
}
//deQueue
bool deQueue(LinkQueue &Q,ElemType &k){
if(Q.front == Q.rear) return false;
LinkNode *p = Q.front->next;
k = p->data;
Q.front->next = p->next;
if(Q.rear == p) Q.front = Q.rear; //若原队列只有一个节点,出队以后变空
free(p);
return true;
}

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