No.1 抽象数据类型栈的定义
栈是限定在队尾进行操作的线性表，因此对于栈来说，队尾有特殊意义，称为栈顶，表头端成为栈底，没有任何元素的栈称为空栈
特点：
它是线性表
这个线性表只能在栈顶操作
No.2 栈的表示
栈的先进后出原则
使用栈存储数据元素，对数据元素的存和取有严格的限定，数据按照一定的顺序存储到栈中，当需要调取栈中的数据元素时，需要将该数据元素之后进栈的数据进行弹栈，该数据元素才能从栈中取出来
栈操作数据元素的方法
入栈 数据元素用栈的数据结构存储起来，也叫压栈
出栈 将数据元素从栈中取出来，也叫弹栈
栈的两种表示方式
栈既然是一种特殊的线性表，那么它同样有线性表的两种表现形式，顺序栈和链栈
栈的上溢和下溢
当栈中已经没有元素位置了，再向栈中存储数据会产生上溢，链栈不会产生上溢
当栈已经是一个空栈，再继续从栈中取数据会产生下溢
No.3 实现栈
顺序栈
#include <stdio.h>
//元素elem进栈
int push(int *stack, int top, int elem) {
stack[++top] = elem;
return top;
}
//数据元素出栈
int pop(int *stack, int top) {
if (top == 0) {
printf("空栈");
return -1;
}
printf("弹栈元素：%d\n", stack[top]);
top--;
return top;
}
int main() {
int stack[100];
int top = 0;
top = push(stack, top, 1);
top = push(stack, top, 2);
top = push(stack, top, 3);
top = push(stack, top, 4);
top = pop(stack, top);
top = pop(stack, top);
top = pop(stack, top);
top = pop(stack, top);
top = pop(stack, top);
return 0;
}
链栈
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
typedef struct LineStack{
char data;
struct LineStack * next;
}LineStack;
LineStack* push(LineStack * stack,char e){
LineStack * line=(LineStack*)malloc(sizeof(LineStack));
line->data=e;
line->next=stack;
stack=line;
return stack;
}
LineStack * pop(LineStack * stack){
if (stack) {
LineStack * p=stack;
stack=stack->next;
printf("弹栈元素：%c ",p->data);
if (stack) {
printf("栈顶元素：%c\n",stack->data);
}else{
printf("栈已空！\n");
}
free(p);
}else{
printf("栈内没有元素！\n");
return stack;
}
return stack;
}
int main() {
LineStack * stack=NULL;
stack=push(stack, 'k');
stack=push(stack, 'e');
stack=push(stack, 'r');
stack=push(stack, 'n');
stack=push(stack, 'e');
stack=push(stack, 'l');
stack=pop(stack);
stack=pop(stack);
stack=pop(stack);
stack=pop(stack);
stack=pop(stack);
return 0;
}
No.4 抽象的数据类型队列的定义
先进先出队列 和栈相反，队列是一种先进先出的线性表，它允许再表的一端插入数据，在另一端取出数据，这和我们日常生活中的排队打饭是一致的，最早排队的先吃到
双端队列 双端队列是限定插入和删除操作在表的的两端进行的线性表，在实际应用场景中，还可以具体分为输出受限和输入受限双端队列
输出受限，就是一端允许插入和删除，另一个端点允许插入
输入受限就是一端允许插入和删除，另一个端点允许删除
No.5 链队列
和线性表类似，队列也有两种表示形式，用链表表示的队列成为链队列，一个链队列需要两个分别只是对头和队尾的指针
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <windows.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;
typedef int QElemType;
typedef struct QNode {
QElemType data;
struct QNode *next;
} QNode, *QueuePtr;
typedef struct {
QueuePtr front; //队头指针
QueuePtr rear; //队尾指针
} LinkQueue;
//构造一个空队列
Status InitQueue(LinkQueue &Q) {
Q.front = Q.rear = (QueuePtr) malloc(sizeof(QNode));
if (!Q.front) {
exit(OVERFLOW);
}
Q.front->next = NULL;
return OK;
}
//销毁队列
Status DestoryQueue(LinkQueue &Q) {
while (Q.front) {
Q.rear = Q.front->next;
free(Q.front);
Q.front = Q.rear;
}
return OK;
}
//队列入队
Status EnQueue(LinkQueue &Q, QElemType e) {
QueuePtr p;
p = (QueuePtr) malloc(sizeof(QNode));
if (!p) {
exit(OVERFLOW);
}
p->data = e;
p->next = NULL;
Q.rear->next = p;
Q.rear = p;
return OK;
}
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;
}
free(p);
return OK;
}
Status displayQueue(LinkQueue &Q) {
QueuePtr front, rear;
front = Q.front->next;
rear = Q.rear;
if (front == rear) {
printf("空队列！\n");
return OK;
}
while (front != NULL) {
printf("%d\t", front->data);
front = front->next;
}
printf("\n");
return OK;
}
int main() {
LinkQueue Q;
int e;
InitQueue(Q);
EnQueue(Q, 10);
EnQueue(Q, 20);
EnQueue(Q, 30);
EnQueue(Q, 40);
printf("队中的元素是：\n");
displayQueue(Q);
DeQueue(Q, e);
printf("出队的元素是： %d\n", e);
printf("队中的元素是：\n");
displayQueue(Q);
DestoryQueue(Q);
}
No.6 循环队列
使用数组存取数据元素时，可以将数组申请的空间想象成首尾连接的环状空间使用
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <windows.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
#define MAXQSIZE 100 //最大队列长度
typedef int Status;
typedef int QElemType;
typedef struct {
QElemType *base;
int front; //队头指针
int rear; //队尾指针
} SqQueue;
//构造一个空队列 Q
Status InitQueue(SqQueue &Q)
{
Q.base = (QElemType *)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType));
if(!Q.base) {
exit(OVERFLOW); //存储分配
}
Q.front = Q.rear = 0;
return OK;
}
Status DestroyQueue(SqQueue &Q)
{
if(!Q.base)
{
printf("空队列\n");
return OK;
}
free(Q.base);
return OK;
}
int QueueLength(SqQueue Q)
{
//返回Q的元素个数，即队列的长度
return (Q.rear - Q.front + MAXQSIZE)%MAXQSIZE;
}
Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e)
{
//插入元素 e 为Q的新的队尾元素
if((Q.rear+1)%MAXQSIZE == Q.front) {
return ERROR; //队列满
}
Q.base[Q.rear] = e;
Q.rear = (Q.rear + 1)%MAXQSIZE;
return OK;
}
Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e)
{
//若队列不空，则删除Q的队头元素，用 e 返回其值，并返回OK;
//否知返回ERROR
if(Q.front == Q.rear) {
return ERROR;
}
e = Q.base[Q.front];
Q.front = (Q.front + 1)%MAXQSIZE;
return OK;
}
Status displayQueue(SqQueue &Q)
{
int front,rear;
front = Q.front;
rear = Q.rear;
if(front == rear)
{
printf("空队列\n");
return OK;
}
while((front + 1)%MAXQSIZE != rear)
{
printf("%d\t",Q.base[front]);
front++;
}
printf("%d\n",Q.base[front]);
return OK;
}
int main()
{
SqQueue Q;
int e;
//初始化队列
InitQueue(Q);
//入队
EnQueue(Q,10);
EnQueue(Q,20);
EnQueue(Q,30);
printf("循环队列中的数据为：\n");
displayQueue(Q);
//出队
DeQueue(Q,e);
printf("出队的元素是：%d\n",e);
printf("循环队列中的数据为：\n");
displayQueue(Q);
//销毁队列
DestroyQueue(Q);
system("pause");
return 0;
}
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