大话数据结构 --第四章 栈和队列

开场白
上一节讲了数据结构中的线性表，本节对另外一个结构，栈和队列解析解析理解。
栈限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。后进先出

队列是只允许在一段进行插入操作、而在另一端进行删除操作的线性表。 先进先出

栈的定义

栈是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。允许插入和删除的一端称为栈顶，另一段 称为栈底。不含任何元素的栈叫空栈。栈又称为后进先出的线性表

栈的插入操作叫进栈，或称 压栈、入栈；栈的删除操作饺子出栈、也叫做弹栈

 

栈的顺序存储结构及实现

 也就是用一个数组来实现栈的操作，数组的a[0] 作为栈的底部， 每次加入元素和删除元素都从数组的尾部进行操作，因此该操作的复杂度都为O（1）

栈的链式存储结构及实现

用单链表来实现

栈的栈顶来做插入和删除操作，栈顶放在链表的头部还是尾部呢？由于单链表有头指针，而栈顶指针也是必须的，所以链表的头部作为栈顶

对于链表实现的栈，基本不会出现栈满的情况，除非内存空间不够 了。

对于进栈操作，也就是将原来的头指针指向进栈元素，同时进栈元素的下一个节点是上一次的头元素。

对于出栈操作，也就是将原来的头指针指向出栈元素的下一个节点，同时删除该元素。

栈的作用：

上面讲了栈的功能可以用顺序表或链表来实现，那为啥还引用链表这种结构？

其实这相当于自行车、火车等交通工具方便了我们的出行是一个道理。栈也给我们某些应用场景提供了方便。

栈的应用

------递归

递归是我们程序中经常用到的方法，

以下是著名的裴波那契公式

要计算 n 的值，需要计算n-1 ， n-2的值。依次类推，

栈的应用2---四则运算

1后缀表达式计算，比如计算式  9+（3-1）*5+10/2

后缀表达式的意思是，所有的运算符都要在运算数字的后面出现，则上面的表达式的后缀表达式为 ：9 3 1 -5 *+10 2/ +

其进栈的流程为：（遇到运算符的就将栈顶的两个元素取出进行计算，计算完成返回栈顶）

中缀表达式：平时我们写的表达式就是中缀表达式。中缀表达式怎么转换为后缀表达式？

栈的应用--jvm 加载方法

java 在调用一个方法的时候，会调用方法中引用的方法，直到最后一个函数。

其实它对的本质就是采用了栈的特性。

 

队列的定义

队列是只允许一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。是一种先进先出的线性表。

队列的存储也可以采用顺序存储结构或者是链式存储结构来实现。

总结

本章对 栈和队列这种数据结构进行了讲解，其本质是一种特殊的 线性表。栈是一种后进先出的结构，队列是一种先进先出的数据结构。同时也对栈和队列的一些应用场景进行了介绍。