【数据结构初阶】栈和队列
栈和队列
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- 1.栈
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- 1.1栈的概念和结构
- 1.2栈的实现
- 2.队列
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- 2.1队列的概念和结构
- 2.2队列的实现
1.栈
1.1栈的概念和结构
栈：一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO（Last In First Out）的原则。
压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。
出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。
1.2栈的实现
栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入数据的代价比较小
Stack.h
#includeStack.c
#include"Stack.h"
//初始化
void STInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->capacity = NULL;
ps->a = 0;
ps->top = 0;
}
//销毁
void STDestroy(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
//入栈
void STPush(ST* ps, STDateType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
int NewCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
STDateType* tmp = (STDateType*)realloc(ps->a, sizeof(STDateType) * NewCapacity);
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
exit(-1);
}
ps->a = tmp;
ps->capacity = NewCapacity;
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
//出栈
void STPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->a > 0);
--ps->top;
}
//栈顶
STDateType STTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->a > 0);
return ps->a[ps->top - 1];
}
//计算
int STSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
//判断是否为空
bool STEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == NULL;
}
test.c
#include"Stack.h"
void TestStack()
{
ST st;
STInit(&st);
STPush(&st, 1);
STPush(&st, 2);
STPush(&st, 3);
STPush(&st, 4);
STPush(&st, 5);
while (!STEmpty(&st))
{
printf("%d ", STTop(&st));
STPop(&st);
}
printf("\n");
STDestroy(&st);
}
int main()
{
TestStack();
return 0;
}
2.队列
2.1队列的概念和结构
队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出FIFO(First In First Out) 入队列：进行插入操作的一端称为队尾出队列：进行删除操作的一端称为队头
2.2队列的实现
队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。
Queue.h
#includeQueue.c
#include"Queue.h"
//初始化
void QueueInit(Que* pq)
{
assert(pq);
pq->head = pq->tail = NULL;
pq->size = 0;
}
//销毁
void QueueDestroy(Que* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = cur->next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
pq->size = 0;
}
//入队
void QueuePush(Que* pq, QDateType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
newnode->date = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->tail == NULL)
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
}
pq->size++;
}
//出队
void QueuePop(Que* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
if (pq->head->next == NULL)
{
pq->head = pq->tail = NULL;
}
else
{
QNode* next = pq->head->next;
free(pq->head);
pq->head = next;
}
pq->size--;
}
//队头
QDateType QueueFront(Que* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->date;
}
//队尾
QDateType QueueBack(Que* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty);
return pq->tail->date;
}
//判断是否为空
bool QueueEmpty(Que* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL;
}
//计算
int QueueSize(Que* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
test.c
#include"Queue.h"
void QueueTest()
{
Que pq;
QueueInit(&pq);
QueuePush(&pq, 1);
QueuePush(&pq, 2);
QueuePush(&pq, 3);
QueuePush(&pq, 4);
while (!QueueEmpty(&pq))
{
printf("%d ", QueueFront(&pq));
QueuePop(&pq);
}
printf("\n");
QueueDestroy(&pq);
}
int main()
{
QueueTest();
return 0;
}
3.栈和队列面试题
3.1括号匹配问题
OJ
#include3.2用队列实现栈
OJ
3.3用栈实现队列
OJ
#include3.4设计循环队列
OJ
#include不知不觉，【数据结构初阶】栈和队列以告一段落。通读全文的你肯定收获满满，让我们继续为数据结构学习共同奋进!!!