数据结构---栈与队列

参照<<大话数据结构>> 仅做学习记录

• 1.1栈

定义：栈是仅限定在表尾进行插入和删除的线性表。

          先进后出，类似子弹的弹夹的子弹，对应相关操作。

允许插入和删除数据的一端叫栈顶(top)，不能修改数据的地方叫栈底(bottom)

栈的插入数据叫入栈(push)，删除数据叫出栈(pop)。

• 栈的顺序存储结构

定义栈长度为stacksize, 栈顶的位置用top参数记录，可定义如下结构体

typedef int Element;
typedef struct {
    Element data[stacksize];
    int top;  //栈顶的位置
}SqStack;

• 两栈共享空间

栈顶：数组的开始，下标为0处。

栈尾：数组的结尾，下标为n-1处。（n代表两个栈的元素个数之和）

• 栈1和栈2之间的数量关系

栈1------(1)空栈：top1 = -1, (2)有一个元素：top1 = 0;

栈2------(1)空栈：top2 = n;  (2)有一个元素：top2 = n-1;

• 栈满

(1)top1 = n-1; top2 = n;    栈1-栈满

(2)top1 = -1; top2 = 0;   栈2-栈满

(3)top1 + 1 = top2;   栈1和栈2在中间碰上了（4-5-1第三张图），栈满。

•  根据两栈的图可定义如下的结构体

typedef int Element;
typedef struct {
    Element data[stacksize];
    int top1;  //top1栈顶的位置
    int top2;  //top2栈顶的位置
}DoubleStack;

• 栈的push或者pop

需要传入参数：定义是操作栈1还是栈2

• 栈的链式存储结构

 首先定义一个链栈LinkStack,其中的Element是链式结构体（包含数据域+指针结点）

typedef struct {
    Element top; // 指向栈顶结点的指针
    int count; //计数
}LinkStack;

typedef struct {
    int data;  //数据域 
    struct StackNode *next; //指向下一个结点
}StackNode, *Element; // 由于是链式结构，需要定义一个”数据域+指针域“的结构体

对应的出栈，入栈操作：

 

• 栈的应用

将一串带括号的操作，去掉括号来通过栈来运算操作。

比如 9+(3-1)*3+10/2（中缀表达式） -------->表示为（后缀表达式）9 3 1 -3 * + 10 2 / +

• 顺序队列（类似排队，最前面的可以删，最后插入）

定义：只允许一端插入（队尾）操作，另外一端进行删除（队头）操作的线性表

           先进先出（FIFO），

如果定义一个队列，front定义队首的位置，rear定义队尾的位置，如下图，队列的大小为5个字节，当a5被放入了队列，rear就变成了5,但是这个时候0 1是空的。但rear却以为溢出了，这就是假溢出。为了解决假溢出于是引出了循环队列

• 循环队列

循环队列：把队列首尾相接，这样的贵队列称为循环队列。解决了假溢出。

所以当下标为4的地方被占了，下个位置应该为0,

 但这样带来了新的问题，当rear和front相等，我们不清楚此时队列是满了（4-12-7右图），还是空的（rear == front == 0）,有如下两种办法解决（标志位和留空）

•  普通队列和循环队列的结构体定义

typedef Elemnt int; 
struct Quenen {
    Element val[Max];  //值
    int front;  // 队首
    int rear;  //队尾

};

• 队列的链式结构

链队列：其实就是正常的单链表，不过仅仅允许头部数据被删除，尾部数据被插入。

结构体：

typedef Element int;

//节点
typedef struct {
    Element* val;
    Node* next;
}Node;

//队列链
struct Quen {
    Node* front; //头节点
    Node* rear;  //尾节点
};

应用：

线程A接收数据，利用队列tmp.push_back(); 来存储数据。 

线程B利用队列tmp的先入先出的特性来消费tmp.pop();收到的数据。

问题：1.是否需要设置最大的队列容量     2.是否需要用循环队列