数据结构栈和队列

1.栈

1.1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
出站栈：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

// 下面是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
typedef int STDataType;
#define N 10
typedef struct Stack
{
 STDataType _a[N];
 int _top; // 栈顶
}Stack;
// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
 STDataType* _a;
 int _top; // 栈顶
 int _capacity; // 容量
}Stack;
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps); 
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data); 
// 出栈
void StackPop(Stack* ps); 
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps); 
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps); 
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps); 
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);

2.队列

2.1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 struct QListNode
{ 
 struct QListNode* _pNext; 
 QDataType _data; 
}QNode; 
// 队列的结构
typedef struct Queue
{ 
 QNode* _front; 
 QNode* _rear; 
}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);

拓展，循环队列，生产者消费者模型就会使用循环队列，环形队列可以使用数组实现，也可以使用循环链表实现

3.栈和队列题

1.括号匹配问题
2.用队列实现栈
3.用栈实现队列
4.设计循环队列

4.概念选择题

• 选择题

• 1.一个栈的初始状态为空。现将元素1、2、3、4、5、A、B、C、D、E依次入栈，然后再依次出栈，则元素出
  栈的顺序是（ ）。
  A 12345ABCDE
  B EDCBA54321
  C ABCDE12345
  D 54321EDCBA

• 2.若进栈序列为 1,2,3,4 ，进栈过程中可以出栈，则下列不可能的一个出栈序列是（）
  A 1,4,3,2
  B 2,3,4,1
  C 3,1,4,2
  D 3,4,2,1

• 3.循环队列的存储空间为 Q(1:100) ，初始状态为 front=rear=100 。经过一系列正常的入队与退队操作
  后， front=rear=99 ，则循环队列中的元素个数为（ ）
  A 1
  B 2
  C 99
  D 0或者100

• 4.以下( )不是队列的基本运算？
  A 从队尾插入一个新元素
  B 从队列中删除第i个元素
  C 判断一个队列是否为空
  D 读取队头元素的值

• 答案
  1.B
  2.C
  3.D
  4.B
  5.B