数据结构学习2——栈和队列（通过C++代码例子）
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一、基础概念
1.栈的定义
（1）栈：栈实际上是一种线性表，它只允许在固定的一段进行插入或者删除元素，在进行数据插入或者删除的一段称之为栈顶，剩下的一端称之为栈顶。其遵循的原则是后进先出。
（2）栈的核心操作：三大核心操作，入栈，出栈，取栈顶元素
（3）对于栈的形象理解：枪上子弹，先进后出
2.队列的定义
（1）队列：首先队列也是一种特殊的线性表，它允许在一端进行插入数据，在另一端进行删除数据的。队列里边有队首，队尾，队首元素。其遵循的原则是先进先出。
（2）队列的核心操作：三大核心操作分别是入队列，出队列，取队首元素。
（3）对于队列的形象理解：排队
详细链接 队列和栈的说明
图文说明链接 写的很好
二、实验题目
选题1：字符串中心对称问题：任意输入一个字符串，试判断其是否对称。
选题2： 停车场管理：设有一个可以停放n 辆汽车的狭长停车场，它只有一个大门可以供车辆进出。车辆按到达停车场时间的早晚依次从停车场最里面向大门口处停放（最先到达的第一辆车放在停车场的最里面）。如果停车场已放满n辆车，则后来的车辆只能在停车场大门外的便道上等待，一旦停车场内有车开走，则排在便道上的第一辆车就进入停车场。停车场内如有某辆车要开走，在它之后进入停车场的车辆都必须先退出停车场为它让路，待其开出停车场后，这些车辆再依原来的次序进场。每辆车在离开停车场时，都应该根据它在停车场内停留的时间长短交费。如果停留在便道上的车未进停车场就要离去，允许其离去，不收停车费，并且仍然保持在便道上等待的车辆的次序。编制一程序模拟该停车场的管理。
三、源代码
选题1：字符串中心对称问题
#include
using namespace std;
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREASE 10
#define SElemType char
#define QElemType char
#define Status int
#define OK 1
#define OVERFLOW -1
#define ERROR 0
typedef struct QNode {
QElemType data;
struct QNode* next;
}QNode, * QueuePtr;
typedef struct {
QueuePtr front; //对头指针
QueuePtr rear; //队尾指针
}LinkQueue;
//构造空队列Q
Status InitQueue(LinkQueue& Q) {
Q.front = Q.front = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if (!Q.front) return OVERFLOW;
Q.front->next = NULL;
return OK;
}
//元素e插入队列
Status EnQueue(LinkQueue& Q, QElemType e) {
QueuePtr p, q;
p = new QNode;
q = new QNode;
if (!p) return OVERFLOW;
p->data = e;
p->next = NULL;
if (Q.front->next == NULL) {
Q.front->next = p;
Q.rear = p;
}
else {
q = Q.front;
while (q->next->next != NULL) {
q = q->next;
}
q->next->next = p;
Q.rear = p;
}
return OK;
}
//删除Q的队头元素
Status DeQueue(LinkQueue& Q, QElemType& e) {
QueuePtr p;
if (Q.front == Q.rear) return ERROR;
p = Q.front->next;
e = p->data;
Q.front->next = p->next;
if (Q.rear == p) Q.rear = Q.front;
delete(p);
return OK;
}
typedef struct {
SElemType* base;
SElemType* top;
int stacksize;
}SqStack;
//构造空栈S
Status InitStack(SqStack& S) {
S.base = (SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
if (!S.base) return OVERFLOW;
S.top = S.base;
S.stacksize = STACK_INIT_SIZE;
return OK;
}
//入栈操作
Status Push(SqStack& S, SElemType e) {
if (S.top - S.base >= S.stacksize) { //栈满，追加空间
S.base = (SElemType*)realloc(S.base, (S.stacksize + STACKINCREASE) * sizeof(SElemType));
S.top = S.base + S.stacksize;
S.stacksize += STACKINCREASE;
}
*S.top = e;
S.top++;
return OK;
}
//出栈操作
Status Pop(SqStack& S, SElemType& e) {
if (S.top == S.base) return ERROR;
e = *--S.top;
return OK;
}
//判断是否是回文
Status IsPalindrome(char p[]) {
LinkQueue Q;
SqStack S;
if (!InitStack(S)) return ERROR;
if (!InitQueue(Q)) return ERROR;
SElemType e1;
QElemType e2;
int i = 0;
while (p[i]) { //将输入的字符串p输入到栈和队列中
Push(S, p[i]); //同时i记录字符个数
EnQueue(Q, p[i++]);
}
for (i; i > 0; i--) { //将字符分别从栈和队列中取出
Pop(S, e1);
DeQueue(Q, e2);
if (e1 != e2) //两个字符不相等，返回错误
return ERROR;
}
return OK;
}
int main() {
char p[100], e;
cout << "判断字符串是否属于回文字符串" << endl;
cout << "请输入一串字符：";
cin >> p;
if (IsPalindrome(p)) cout << p << "是回文字符串！\n";
else cout << p << "不是回文字符串！" << endl;
return 0;
} 选题2： 停车场管理
#include
#include
#define Max_N 3
#define Max_M 5
#define True 1
#define False 0
using namespace std;
/*定义车辆的数据类型*/
typedef struct
{
int num; /*车辆车牌号*/
int arrtime; /*车辆到达时间*/
}elemtype;
/*定义顺序栈(停车场)数据类型*/
typedef struct
{
elemtype stack[Max_N];/*定义存放元素的数组*/
int top; /*定义栈顶指针*/
}sqstktp;
/*定义链队列元素(停在停车场外便道上的车辆)数据类型*/
typedef struct node
{
int num; /*车牌号*/
struct node* next;/*后边相邻车辆所在位置*/
}queueptr;
/*链队列的队头指针和队尾指针的数据类型*/
typedef struct
{
queueptr* front, * rear;/*链队列的队头指针和队尾指针*/
}linkedquetp;
/*初始化顺序栈(停车场)*/
void inistack(sqstktp* s)
{
s->top = -1;/*栈顶指针*/
}
/*元素入栈(汽车驶入停车场)*/
int push(sqstktp* s, elemtype x)
{
if (s->top == Max_N - 1)/*栈满(停车场无车位)*/
return (False);
else
{
s->stack[++s->top] = x;
/*元素入栈(车辆驶入停车场)*/
return(True);
}
}
/*元素出栈(汽车驶出停车场)*/
elemtype pop(sqstktp* s)
{
elemtype x; /*出栈元素(要驶出停车场的车辆)*/
if (s->top < 0)/*如果是空栈(停车场无车)*/
{
x.num = 0; /*车牌号置为0*/
x.arrtime = 0;/*车辆到达时间置为0*/
return(x);
}
else
{
s->top--;/*栈顶元素*/
return(s->stack[s->top + 1]);/*返回原栈顶元素*/
}
}
/*创建一个空链队列*/
void inilinkedque(linkedquetp* s)
{
s->front = (queueptr*)malloc(sizeof(queueptr));
s->rear = s->front;
s->front->next = 0;
s->front->num = 0;
/*记录便道上等待进入停车场的车辆数*/
}
/*链队列元素入队(新到车辆在便道上等候)*/
void enlinkedque(linkedquetp* s, int num1)
{
queueptr* p;
p = (queueptr*)malloc(sizeof(queueptr));
p->num = num1; /*记录车牌*/
p->next = 0;
s->rear->next = p;
s->rear = p;
s->front->num++;
}
int dllinkedque(linkedquetp* s)
{
queueptr* p;
int n;
if (s->front == s->rear)/*便道上无车辆等候进入停车场*/
return 0;
else
{
p = s->front->next;/*保存队头元素所在的位置到p*/
s->front->next = p->next;
if (p->next == 0)
s->rear = s->front;
n = p->num;
free(p);
s->front->num--;
return(n);/*返回离队车辆的车牌*/
}
}
/*车辆到达*/
void arrive(sqstktp* s1, linkedquetp* p, elemtype x)
{
int f;/*定义临时变量f，标识：1=入栈成功，0=入栈失败*/
f = push(s1, x);
if (f == False)
{
enlinkedque(p, x.num);/**/
cout<<"第"<< x.num<<"号车停在便道第"<front->num<<"号车位上"<top + 1 <<"号车位上"<top > -1) && (f != True))/*如果停车场不为空且f=0*/
{
y = pop(s1);
if (y.num != x.num)/*如果不是要离开的车辆*/
n = push(s2, y);
else
f = True;
}
if (y.num == x.num)/*是要离开的车辆*/
{
cout<<"第"<top > -1)
{
y = pop(s2);
f = push(s1, y);
}
n = dllinkedque(p);
if (n != 0)
{
y.num = n;
y.arrtime = x.arrtime;/*计费时间为刚才离去车辆的离开时间*/
f = push(s1, y);
cout<<"第"<top + 1<<"号车位上"<top > -1)/*停车场未找到要离去的车辆*/
{
y = pop(s2); /*便道里的车放入停车场*/
f = push(s1, y);
}
q = p->front;
f = False;
while (f == False && q->next !=0)/*在便道寻找要离去的车辆*/
if (q->next->num != x.num)
q = q->next;
else {
q->next = q->next->next;
p->front->num--;
if (q->next == 0)
p->rear = p->front;
cout<<"第"<> ch1 >> x.num >> x.arrtime;
ch2 = getchar();
switch (ch1)
{
case 'A':arrive(s1, p, x);
break;
case 'D':delive(s1, s2, p, x);
break;
case 'E':flag = False;
cout<<"程序结束"< 四、运行截图
选题1：
选题2：
如果发现有BUG希望指出。