数据结构第2章 栈和队列

名人说：莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行。—— 苏轼《定风波·莫听穿林打叶声》
本篇笔记整理：Code_流苏(CSDN)（一个喜欢古诗词和编程的Coder）

0、思维导图

栈和队列

1、栈

栈是一种遵循后进先出（LIFO，Last In First Out）原则的数据结构。可以想象成一摞盘子，最后放上去的盘子会最先拿掉。

1）特点

“后进先出（LIFO）”

2）分类

①顺序栈

采用顺序存储的栈结构。

• 1️⃣入栈和出栈
  

• 2️⃣判断栈满空

  说明：栈顶指针top表示当前栈顶元素的位置、MAXSIZE是数组容量大小。

  • a.满：top == MAXSIZE - 1

  • b.空：top == -1

②链栈

采用链式存储的栈结构

• a.入栈和出栈

• b.判断栈满空

  说明：top为栈顶指针

  • 栈满：一般不存在此类情况

  • 栈空：top == NULL

③共享栈
共享栈通常是指在程序设计中，多个线程共享同一个栈空间的概念，如下图，两个顺序栈共享内存空间。

判断栈空、栈满

• 栈空：top0=-l 时0号栈为空，topl=MaxSize时1号栈空；
• 栈满：两个栈顶指针相邻(topl-top0=l)。时

3）应用

①函数调用（一般递归较为常见）

②表达式求值

• 前缀表达式

  • 运算符位于操作数之前

• 中缀表达式

  • 运算符位于操作数之间

• 后缀表达式

  • 运算符位于操作数之后

• 前中后缀转换

  • 1️⃣中缀转前缀

    • 转换步骤

      • 1、加括号

      • 2、前移运算符

      • 3、去括号

    • 举例

  • 2️⃣中缀转后缀

    • 转换步骤

      • 1、加括号

      • 2、后移运算符

      • 3、去括号

  • 举例

③括号匹配

④深度优先搜索

2、队列

队列是一种遵循先进先出（FIFO，First In First Out）原则的数据结构。可以想象成排队买票，最先排队的人最先买到票。

1）特点

“ 先进先出（FIFO）”

2）分类

①顺序队列

使用顺序存储的队列结构

• 入队和出队
  

• 判断满与空

  • 队头指针front和队尾指针rear分别指示当前队头元素和队尾元素的位置

  • 满：rear == MAXSIZE - 1

  • 空：front == rear

②循环队列

队列的头尾相接的顺序队列结构

• 判断满与空

  • 队头指针front和队尾指针rear分别指示当前队头元素和队尾元素的位置。Maxsize指队列的数组大小。

  • 满：(rear + 1) % Maxsize == front，其中%表示取模运算。

  • 空：front == rear。

  • 元素个数：(rear - front + Maxsize) % Maxsize

③链式队列

使用链式存储的队列结构

• 判断满与空

  说明：头指针front和尾指针rear分别指向当前队头元素和队尾元素。

  • 满：一般不存在此类情况
  • 空：front == NULL且rear == NULL。

④双端队列
两端都可以进行入队和出队操作的队列

• 输出受限的双端队列

  • 一端可插入和删除，另一端只允许插入
    

• 输入受限的双端队列

  • 一端可进行插入和删除，另一端只允许删除
    

3）应用

①层次遍历

②计算机系统

• 资源管理

• 消息缓冲

• 页面替换算法

③广度优先搜索

上述内容笔记部分图片来源网络，侵删。
参考内容：
1.《王道数据结构》
2.【LeetCode】括号匹配问题
3.数据结构电子讲义
4.数据结构共享栈

Code_流苏(CSDN)（一个喜欢古诗词和编程的Coder）
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