一,栈
1,栈的概念及结构
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。
(尾插尾删)
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。
定长的静态栈的结构,实际中一般不实用,所以我们主要实现下面的支持动态增长的栈
//Stack.h //支持动态增长的栈 typedef int STDataType; typedef struct StackTop { STDataType* a; int top; //栈顶 int capacity; //容量 }ST; //初始化栈 void STInit(ST* ps); //销毁栈 void STDestroy(ST* ps); //入栈 void STPush(ST* ps, STDataType x); //出栈 void STPop(ST* ps); //获取栈顶元素 STDataType STInsert(ST* ps); //获取栈中有效元素个数 int STSize(ST* ps); //判断是否为空,如果为空返回非零结果,如果不为空返回0 int STEmpty(ST* ps);
二,队列
1,队列的概念及结构
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
(头删尾插)
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。
//链式结构:表示队列 typedef int QDataType; typedef struct QListNode { struct QListNode* next; QDataType data; }QNode; //队列的结构 typedef struct Queue { QNode* front; QNode* rear; int size; }Queue; // 初始化队列 void QueueInit(Queue* q); // 队尾入队列 void QueuePush(Queue* q, QDataType data); // 队头出队列 void QueuePop(Queue* q); // 获取队列头部元素 QDataType QueueFront(Queue* q); // 获取队列队尾元素 QDataType QueueBack(Queue* q); // 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* q); // 检测队列是否为空,如果为空返回非零结果,如果非空返回0 int QueueEmpty(Queue* q); // 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q);
//链式结构:表示队列 typedef int QDataType; typedef struct QListNode { struct QListNode* next; QDataType data; }QNode; //队列的结构 typedef struct Queue { QNode* front; QNode* rear; int size; }Queue; // 初始化队列 void QueueInit(Queue* q); // 队尾入队列 void QueuePush(Queue* q, QDataType data); // 队头出队列 void QueuePop(Queue* q); // 获取队列头部元素 QDataType QueueFront(Queue* q); // 获取队列队尾元素 QDataType QueueBack(Queue* q); // 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* q); // 检测队列是否为空,如果为空返回非零结果,如果非空返回0 int QueueEmpty(Queue* q); // 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q);
3,循环队列
扩展了解一下,实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。如操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。环形队列可以使用数组实现,也可以使用循环链表实现。
三,代码实现
1,栈代码实现
//初始化 void STInit(ST* ps) { assert(ps); ps->a = NULL; ps->top = ps->capacity = 0; } //销毁 void STDestroy(ST* ps) { assert(ps); free(ps->a); ps->a = NULL; ps->top = ps->capacity = 0; } //插入 void STPush(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); if (ps->top == ps->capacity) { ps->capacity = ps->top == 0 ? 4 : ps->capacity*2; ps->a = (STDataType*)realloc(ps->a,sizeof(STDataType)*ps->capacity); } ps->a[ps->top] = x; ps->top++; } //删除 void STPop(ST* ps) { assert(ps); assert(ps->top > 0); ps->top--; } //返回栈顶 STDataType STInsert(ST* ps) { assert(ps); assert(ps->top > 0); return ps->a[ps->top-1]; } //数量 int STSize(ST* ps) { assert(ps); return ps->top; } //判断是否为空 int STEmpty(ST* ps) { assert(ps); if (ps->top == 0) { return 1; } else { return 0; } }
2,队列代码实现
// 初始化队列 void QueueInit(Queue* q) { assert(q); q->front = q->rear = NULL; q->size = 0; } // 队尾入队列 void QueuePush(Queue* q, QDataType data) { assert(q); QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); if (newnode == NULL) { perror("malloc"); exit(-1); } newnode->next = NULL; newnode->data = data; if (q->front /*= q->rear*/ == NULL)//谨记判断不要用此等格式 { q->front = q->rear = newnode; } else { q->rear->next = newnode; q->rear =newnode; } q->size++; } // 队头出队列 void QueuePop(Queue* q) { assert(q); assert(!QueueEmpty(q)); if (q->front->next==NULL) { free(q->front); q->front = q->rear = NULL; } else { QNode* next = q->front->next; free(q->front); q->front = next; } q->size--; } // 获取队列头部元素 QDataType QueueFront(Queue* q) { assert(q); assert(!QueueEmpty(q)); return q->front->data; } // 获取队列队尾元素 QDataType QueueBack(Queue* q) { assert(q); assert(!QueueEmpty(q)); return q->rear->data; } // 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* q) { assert(q); return q->size; } // 检测队列是否为空,如果为空返回非零结果,如果非空返回0 int QueueEmpty(Queue* q) { assert(q); return q->size == 0; } // 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q) { assert(q); QNode* cur = q->front; QNode* next = NULL; while (cur) { next = cur->next; free(cur); cur = next; } cur = NULL; q->rear = NULL; }
完结。。。