栈是只允许在一端进行插入或删除操作的线性表
特点:后进先出(LIFO)
InitStack(&S)
初始化栈:构造一个空栈S,分配内存空间
DestroyStack(&S)
销毁栈:销毁并释放栈S所占用的内存空间
Push(&S,x)
进栈:若栈S未满,则将x加入使之成为新栈顶
Pop(&S,&x)
出栈:若栈非空,则弹出栈顶元素,并用x返回
GetTop(S,&x)
读栈顶元素:若栈S非空,则用x返回栈顶元素
StackEmpty(S)
判断一个栈S是否为空,若S为空,则返回true,否则返回false
顺序栈的定义
#define MaxSize 10
typedef struct{
ELemType data[MaxSize]; // 静态数组存放栈中元素
int top; // 栈顶指针
}SqStack;
初始化栈
void InitStack(SqStack &S){
S.top = 0;
}
判空
bool StackEmpty(SqStack S){
if(S.top == -1)
return true;
else
return false;
]
进栈操作
bool Push(SqStack &S,ElemType x){
if(S.top == MaxSize - 1)
renturn false;
S.top = S.top + 1; // 指针先加1
S.data[S.top] = x; // 新元素入栈
return true;
}
出栈操作
bool Pop(SqStack &S, ElemType &x){
if(S.top == -1)
return false;
x = S.data[S.top];
S.top = S.top - 1;
return true;
}
读栈顶元素
bool GetTop(SqStack S, ElemType &x){
if(S.top == -1)
return false;
x = S.data[S.top];
return true;
|
共享栈
#define MaxSize 10
typedef struct{
ElemType data[MaxSize];
int top0; // 0号栈栈顶指针
int top1; // 1号栈栈顶指针
} ShStack;
// 初始化栈
void InitStack(ShStack &S){
S.top0 = -1;
S.top1 = MaxSize;
}
栈满的条件: top0 + 1 = top1
链栈的定义
其操作相当于头插法建立单链表(只从表头进行增加删除操作)
typedef struct LinkNode{
ELemType data; // 数据域
struct LinkNode *next; // 指针域
}*LinkStack;
队列是只允许在一端进行插入,在另一端删除的线性表
特点:先进先出(FIFO)
InitQueue(&Q)
初始化队列:构造一个空队列Q
DestroyQueue(&Q)
销毁队列:销毁并释队列Q所占用的内存空间
EnQueue(&Q,x)
入队:若队列Q未满,则将x加入使之成为新的队尾
DeQueue(&Q,&x)
出队:若队列非空,删除队头元素,并用x返回
GetHead(Q,&x)
读队头元素:若队列Q非空,则用x返回队头元素
QueueEmpty(Q)
判断一个队列Q是否为空,若Q为空,则返回true,否则返回false
队列的顺序实现
#define MaxSize 10
typedef struct{
ElemType data[MaxSize];
int front,rear;
} SqQueue;
初始化队列
void InitQueue(SqQueue &Q){
Q.rear = Q.front = 0;
}
判断队列是否为空
bool QueueEmpty(SqQueue Q){
if(Q.rear == Qfront)
return true;
else
return false;
}
入队
bool EnQueue(SqQueue &Q,ElemType x){
if((Q.rear + 1) % MaxSize == Q.front)
return false; //队满则报错
Q.data[Q.rear] = x;
Q.rear = (Q.rear + 1) % MaxSize; //队尾指针加一取模
return true;
}
出队
bool DeQueue(SqQueue &Q,ElemType &x){
if(Q.rear == Q.front)
return false; // 队空则报错
x = Q.data[Q.front];
Q.front = (Q.front + 1) % MaxSize;
return true;
}
获取队头元素的值,用x返回
bool GetHead(SqQueue Q,ElemType &x){
if(Q.rear == Q.front)
return false;
x = Q.data[Q.front];
return true;
}
队列元素的个数:
(rear - front + MaxSzie)% MaxSize
队列的链式实现
typedef struct LinkNode{ // 链式队列结点
ElemType data;
struct LinkNode *next;
}LinkNode;
typedef struct{ // 链式队列
LinkNode *front,*rear; // 队列的队头和队尾指针
}LinkQueue;
初始化(带头结点)
void InitQueue(LinkQueue &Q){
// 初始化 front、rear 都指向头结点
Q.front = Q.rear = (LinkNode *) malloc(sizeof(LinkNode));
Q.front->next = NULL;
}
队列是否为空
bool IsEmpty(LinkQueue Q){
if(Q.rear == Qfront)
return true;
else
return false;
}
新元素入队(带头结点)
void EnQueue(LinkNode &Q,ElemType x){
LinkNode *s = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
s->data = x;
s->next = null;
Q.rear->next = s;
Q.rear = s;
}
入队(不带头结点)
void EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType x){
LinkNode *s = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
s->data = x;
s->next = NULL;
if(Q.front == NULL){ // 在空队列中插入第一个元素
Q.front = s; // 修改队头队尾的指针
Q.rear = s;
} else{
Q.rear->next = s;
Q.rear = s;
}
}
出队(带头结点)
bool DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &x){
if(Q.front == Q.rear)
return false; // 空队
LinkNode *p = Q.front->next;
x = p.data;
Q.front->next = p->next;
if(Q.rear == p) // 此次是最后一个结点出队
Q.rear = Q.front;
free(p); // 释放结点空间
return true;
}
出队(不带头结点)
bool DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &x){
if(Q.front == NULL)
return false;
LinkNode *p = Q.front;
x = p->data;
Q.front = p->next;
if(Q.rear = p)[
Q.front = NULL;
Q.rear = NULL;
}
free(p);
return true;
}
双端队列:允许从两端插入、两端删除的队列
输入受限的双端队列:允许从两端删除、从一端插入的队列
输出受限的双端队列:允许从两端插入、从一端删除的队列
考点:对输出序列的合法性的判断
代码实现
#define MaxSize 10
typedef struct{
char data[MaxSize];
int top;
}SqStack;
// 初始化栈
void InitStack(SqStack &S)
// 判断栈是否为空
bool StackEmpty(SqStack S)
// 新元素入栈
bool Push(SqStack &S,char x)
// 栈顶元素出栈,用x返回
bool Pop(SqStack &S,char &x)
bool bracketCheck(char str[],int length){
SqStack S;
InitStack(S); // 初始化
for(int i = 0; i < length; i++){
if(str[i] == '(' || str[i] == '[' || str[i] == '{'){
Push(S, str[i]); // 扫描到左括号,入栈
} else {
if(StackEmpty(S)) // 扫描到右括号,并且当前栈空
return false; // 匹配失败
char topElem;
Pop(S, topElem); // 栈顶元素出栈
if(str[i] == ')' && topElem != '(')
return false;
if(str[i] == ']' && topElem != '[')
return false;
if(str[i] == '}' && topElem != '{')
return false;
}
}
return StackEmpty(S); // 检索完全部括号后,栈空说明匹配成功
}
三种算术表达式:
1、中缀表达式:运算符在两个操作数中间 —— a+b
2、后缀表达式(逆波兰表达式):运算符在两个操作数后面 —— ab+
3、前缀表达式(波兰表达式):运算符在两个操作数前面 —— +ab
手算
1、确定中缀表达式中各个运算符的运算顺序
2、选择下一个运算符,按照【 左操作符 右操作符 运算符 】的方式组合成一个新的操作数
3、如果还有运算符没被处理,就继续2
注意:为了保证手算和机算结果相同,采用“左优先”原则:只有左边的运算符能先运算,就优先算左边(可保证运算顺序唯一)
机算
初始化一个栈,用于保存暂时还不能确定运算顺序的运算符
从左到右处理各个元素,直到末尾,可能遇到三种情况:
1、遇到操作数:直接加入后缀表达式
2、遇到界限符:遇到 “ ( ” 直接入栈,遇到 “ ) ” 则依次弹出栈内运算符并加入后缀表达式,直到弹出 “ ( ” 为止。注意:“ ( ” 不加入后缀表达式
3、遇到运算符:依次弹出栈中优先级高于或者等于当前运算符的所有运算符,并加入后缀表达式,若碰到 “ ( ” 或栈空则停止。之后再把当前的运算符入栈
4、处理完所有字符后,将栈中剩余运算符依次弹出,并加入后缀表达式
1、从左往右扫描下一个元素,直到处理完所有的元素
2、若扫描到操作数则压入栈,并回到1;否则执行3
3、若扫描到运算符,则弹出两个栈顶元素,执行相应运算(先出栈的是右操作数),运算结果压回栈顶,回到1
4、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
1、确定中缀表达式中各个运算符的运算顺序
2、选择下一个运算符,按照【 运算符 左操作符 右操作符 】的方式组合成一个新的操作数
3、如果还有运算符没被处理,就继续2
注意:为了保证手算和机算结果相同,采用“右优先”原则:只有右边的运算符能先运算,就优先算右边(可保证运算顺序唯一)
1、从右往左扫描下一个元素,直到处理完所有的元素
2、若扫描到操作数则压入栈,并回到1;否则执行3
3、若扫描到运算符,则弹出两个栈顶元素,执行相应运算(先出栈的是左操作数),运算结果压回栈顶,回到1
4、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 ------>后缀表达式 与 后缀表达式的计算 的结合
*初始化两个栈:操作数栈 和 运算符栈
若扫描到操作数,压入操作数栈
若扫描到运算符或者界限符,则按照“中缀转后缀”相同的逻辑压入运算符栈
每当弹出一个运算符时,就需要在弹出两个操作数栈的栈顶元素并执行相应的运算,运算结果再压回操作数栈中