3.3栈和队列的应用

3.3.1括号匹配问题

 IDE可视化的编程环境

 作为一名程序开发人员，不管你使用哪门语言开发都有很多可以选择的集成开发环境IDE（Integrated Development Environment），IDE是提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。开发者可以通过IDE提供的代码高亮，代码补全和提示.

算法演示：

 

 此时栈空

 

 

 算法流程图：

算法实现

字符型的数组里面存储了小括号，中括号和大括号（char str[]）

用topElem存储弹出的栈顶元素。

用一个静态数组存储栈中的元素。

 

 

3.3.2栈在表达式求值的应用（上）

 比较喜欢考察中缀表达式

 

中缀，后缀，前缀表达式

 注意操作数的前后顺序在后缀表达式不能改变

 或者（看成一个整体）

接下来哦我们再来看前缀表达式：

 

混合运算转换：

中缀

后缀

 

 前缀

 

 

 

 运算符和操作数  中缀表达式和后缀表达式的生效顺序是相同的。

再来连一个例子：

 但是由于运算顺序不唯一，因此后缀表达式也不唯一。

 客观来看两种都是正确的，但是前者是“计算”结果。

要采取“左优先”原则，

左边的减号先于右边的除号先实现。

 

 

 那么如何进行手算：

后缀表达式的计算（计算）

 

 

 

 若表达式合法，则最后栈中只会留下一个元素，就是最终结果。

中缀表达式转前缀表达式（手酸）EASY

 如果是右优先

 

3.3.3 站在表达式求值中的应用（下）

 算法的整体方法：

 

 减号和加号优先级相同。弹出加号，减号入栈（根据后缀表达式反波兰左优先原则）

 

 

 把乘号也压入栈中，不确定是否后面又括号。

 

 看成整体，把左边减号弹出。

再来一个例子，再有括号的情况下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 完成了栈的后缀表达式的计算。

后缀转中缀（用栈实现）————栈用来存放操作数

（1）

 

 

 

 

 

 

 

 

（2）有运算符栈也有操作数栈

 

 

 

 

 

 

 

 先弹出来的的是右操作数

 

 

 压辉栈顶

、

 

 

3.3.4栈在递归中的应用

函数调用背后的过程

 函数调用的特点：最后被调用的函数最先执行结束（LIFO）

func1改变的参数的值a,b并没有改变主函数中a，b的值。

 

 存放函数，实参，函数变量。

适合用“递归”算法解决：可以把原始问题转换为属性相同，但规模较小的问题：

 

 递归调用时，函数调用栈可称之为“递归工作栈”

 

 每进入一层递归，就将递归调用所需信息压入栈顶，每退出一层信息，就从栈顶弹出响应信息。

缺点：太多递归可能会导致栈溢出。

也就是空间复杂度太高。

 

 

 

3.3.5队列的应用

 分层遍历

一边进，一边出

123-->23-->2345-->345-->34567-->4567-->567-->56789-->6789-->789-->7891011

把左右孩子放在队尾

队列应用———图的广度优先遍历

123-->23--> 234-->34-->3456-->456-->56-->5678(实现了图的广度优先遍历)

队列在操作系统中的应用

对各进程争抢使用有限的系统资源，FCFS(FIRST COME FIRST SERVICE)

 

 

多个电脑使用一个打印机

 

 可缓解主机与打印机速度不匹配的问题（使用队列把数据组织起来）