数据结构与算法(Java实现)之 【限定性线性表——栈和队列】

  • (1)基本概念
    栈和队列,是操作受限定的线性表。共同点是操作的位置限制在表的端点。
    栈具有LIFO的特性,限定元素的运算位置只在表的一端(栈顶)进行。
    队列具有FIFO的特性。限定元素的运算位置分别在表的两端进行,队头进行删除操作,队尾进行插入操作。

  • (2)顺序和链式两种存储方式:

    • 顺序存储结构(更常见):
      栈和队列都可以,受到事先开辟的容量限制,可能发生溢出。
      循环队列是顺序存储结构。通过取模(%)将其看成首尾相接的环。区分队列空和满,两种经典解决办法:一是损失一个空间;二是设置标志位。在一个结构体里。
    • 链式存储结构:
      栈和队列都可以,只有当整个系统无法申请到可用空间时,才无法进行插入操作。
      链栈的定义和单链表一样,插入和删除操作限定在栈顶。链队列的定义与单链表类似,除了头指针,还设一个尾指针,并且通常封装在一个结构体里。插入限制在队尾,删除限制在队头。
  • (3)栈与队列的应用
    利用栈和队列都可以控制解决问题的顺序。


    • 对元素的保存次序与使用顺序相反的,可使用栈。
      例如:括号匹配、中缀表达式转后缀表达式,后缀表达式求值。
    • 队列
      对元素的保存次序与使用顺序相同的,可使用队列。
      例如:多用户系统内存分配、医院看病、食堂打饭等。
  • (4)递归实现机制
    递归工作栈是实现递归的核心技术。需明确递归条件和结束条件。
    递归的消除

    • ①在简单情况下,可以将递归算法转化为线性操作序列,直接用循环实现。
    • ②一般情况下,可以利用自定义栈模拟系统栈,将递归算法转换为非递归算法。
  • (5)栈
    定义 限定只能在表的一端(栈顶)进行插入和删除运算的线性表
    逻辑结构 与线性表相同,仍是一对一关系
    存储结构 用顺序栈或链栈均可,以顺序栈更常见
    运算规则 只能在栈顶运算,且访问节点时依照后进先出(LIFO)原则
    实现方式 关键是编写入栈和出栈函数,具体依顺序栈还是链栈不同

  • (6)队列
    定义 限定只能在表的一端进行插入和,在表的另一端进行删除
    (头删尾插)
    逻辑结构 与线性表相同,仍是一对一关系
    存储结构 顺序队或链队,以循环顺序队更常见
    运算规则 只能在队首和队尾运算,且访问节点时依照先进先出
    (FIFO)原则
    实现方式 关键是掌握入队和出队操作,具体依顺序队还是链队不同

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