數據結構筆記（三）棧與隊列

數據結構筆記（三）棧與隊列

棧（stack）和隊列（queue）是兩種重要的線性結構
口從數據結構角度看，棧和隊列也是線性表，其特殊性在於它們的基本操作是線性表的子集，是操作受限的線性表，可稱爲限定性的數據結構從數據類型角度看，其操作規則與線性表大不相同，是完全不同於線性表的抽象數據類型。

• 棧按“後進先出”的規則進行操作
• 隊列按“先進先出”的規則進行操作棧和隊列是操作受限的特殊線性表

1.棧

棧：限定在表尾進行插入和刪除操作的線性表
■棧頂（表尾）：棧中允許插入、刪除的一端
■棧底（表頭）：棧中不允許插入、刪除的一端插入也稱爲進棧（壓棧）；刪除也稱爲出棧（退棧）


我們主要討論的是順序棧

儲存結構的定義：

#define stack_init_size 100;  //儲存空間初始分配量
#define stackincrement 10;    //儲存空間分配增量
typedef struct
{
	SElemType *base;  //棧基址
	SElemType *top;  //棧頂指針
	int stacksize;  //堆棧的大小
}SqStack;

初始化棧：

status Initstack(Sqstack &s)
{
	s.base=(SElemType *)malloc(stack_init_size *sizeof(SElemType));
	if(!s.base) exit(OVERFLOW);
	s.top=s.base;
	s.stacksize=stack_init_size;
	return OK;
}

入棧：

status Push(Sqstack &s,Selemtype e)  //插入e爲新的棧頂元素
{
	if(s.top-s.base>=s.stacksize) //棧滿，追加儲存空間
	{
		s.base=(SElemType *)realloc(s.base,(s.stacksize+Stackincrement)*sizeof(SElemType));

		if(!s.base) exit(OVERFLOW);  //分配失敗

		s.top=s.base+s.stacksize;
		s.stacksize+=stackincrement;
	}
	*s.top++=e;  //入棧
	return OK;
}

出棧：

Status Pop(SqStack &s,SElemType &e)
{
	if(s.top==s.base)  //是否棧空？
		return ERROR;
	e=*--s.top;
	return OK;
}

2.隊列

1.隊列的基本定義
隊列（Queue）是一種運算受限的線性表。它只允許在表的一端進行插入，而在另一端進行刪除。允許刪除的一端稱爲隊頭（front），刪除也稱出隊列允許插入的一端稱爲隊尾（rear），插入也稱入隊列口特點：先進先出


2.儲存結構類型定義

typedef struct QNode
{
    QElemType data;  //隊列元素類型
    struct QNode *next;  //指向下一隊列元素指針
}QNode,*QueuePtr;

typedef struct 
{
    QueuePtr front;  //隊列頭指針
    QueuePtr rear;   //隊列尾指針
}LinkQueue;

3.初始化

status Initqueue(linkqueue &Q)
{
    Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(Qnode));
    if(!Q.front) exit(OVERFLOW); //頭結點爲0則退出
    Q.front->next=NULL;
    return OK;
}

4.銷燬隊列

status Destroyqueue(linkqueue &Q)
{
    while(Q.front)
    {
        Q.rear=Q.front->next; //從隊列頭開始刪除
        free(Q.front);
        Q.front=Q.rear;
    }
    return OK;
}

5.插入

status Enqueue(linkqueue &Q,Qelemtype e)
{
    p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!p) exit(OVERFLOW)
    p->data=e;  //先定義好結點
    p->next=NULL;
    Q.rear->next=p;  //然後再連接
    Q.rear=p;  //尾指針移動
    return OK;
}
//元素入隊時，只需修改尾指針

6.刪除

status Dequeue(linkqueue &Q,Qelemtype &e)
{
    if(Q.front==Q.rear) return ERROR; //隊空
    p=Q.front->next; 
    e=p->data;//得到出列數據
    Q.front->next=p->next; //跨越連接
    if(Q.rear==p) Q.rear=Q.front; //刪除的是最後一個結點
    free(p);
    return OK;
}
//刪除隊列頭元素時，一般僅修改頭結點的指針即可
//但當隊列中最後一個元素被刪除後，隊尾指針丟失，因此需對隊列尾指針重新賦值