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news 2025/7/21 20:46:48
厦门网站关键词推广,百度开发者平台,wordpress 加载流程,整合营销的案例前言 数据结构的学习来到栈与队列。 数据结构就概念而言并不复杂，重点在于准确地实现相应的功能。老样子，代码为主。 概述 1.基础 2.栈的功能的代码实现 3.链栈功能的代码实现 4.队列的功能的代码实现 1.基础 1. 基本概念： 栈与队列&#…

前言

        数据结构的学习来到栈与队列。

        数据结构就概念而言并不复杂，重点在于准确地实现相应的功能。老样子，代码为主。

概述

        1.基础

        2.栈的功能的代码实现

        3.链栈功能的代码实现

        4.队列的功能的代码实现

1.基础

1. 基本概念：

栈与队列：运算受限的线性表。

2. 数据结构分类（表1）

关系类型

数据结构

一对一

线性表（如数组、链表）

一对多

树形结构（如二叉树）

多对多

图形结构（如图）

3. 栈（Stack）

定义：

typedef struct stack {int data[MAX];  // 存储数据的数组int top;        // 栈顶指针} stack, *stack_p;

特性：

  1. 栈顶为 top，初始值为 -1。
  2. 先进后出（FILO）：仅允许在栈顶插入（push）和删除（pop）。

4. 队列（Queue）

定义：

typedef struct Queue {int data[MAX];  // 存储数据的数组int front;      // 队头指针int rear;       // 队尾指针} queue, *queue_p;

特性：

  1. 先进先出（FIFO）：
    • front：指向队列头部（第一个元素）。
    • rear：指向队列尾部（最后一个元素）。
  2. 操作规则：
    • 入队（enqueue）：从 rear 插入。
    • 出队（dequeue）：从 front 删除。

5. 对比总结

结构

操作规则

核心指针

特点

栈

FILO（后进先出）

top

仅栈顶操作

队列

FIFO（先进先出）

front、rear

队头删，队尾插

6. 补充说明

  • 动态内存：链表通过 malloc 动态申请内存，栈/队列通常使用静态数组（也可动态实现）。
  • 应用场景：
    • 栈：函数调用、表达式求值。
    • 队列：任务调度、缓冲区管理。

手写笔记：

2.栈的功能的代码实现

2.1 makefile

EXE=01_stack
Objs=$(patsubst %.c,%.o,$(wildcard *.c))
CC=gcc
CFlags=-c -oall:$(EXE)
$(EXE):$(Objs)$(CC) $^ -o $@
%.o:%.c$(CC) $^ $(CFlags) $@#伪目标
.PHONY:clean
clean:rm $(EXE) $(Objs)

2.2 stack.h

#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>#define MAX 7typedef struct
{int data[MAX]; //存储栈中的数据int top;       //记录栈顶元素的位置(初始值为-1)
}stack,*stack_p;//fun
stack_p create_stack();
int empty_stack(stack_p S);
int full_stack(stack_p S);
void push_stack(stack_p S,int value);
int pop_stack(stack_p S);
int pop_stack1(stack_p S,int value);
void show_stack(stack_p S);
void destory(stack_p* S);#endif

2.3 fun.c

#include "stack.h"
//1、创建顺序栈
stack_p create_stack(){stack_p H = (stack_p)malloc(sizeof(stack));if(H == NULL){printf("failed");return NULL;}memset(H,0,sizeof(stack));H->top = -1;return H;
}
//2、判空
int empty_stack(stack_p S){if(S==NULL)return -1;return S->top==-1;
}
//3、判满
int full_stack(stack_p S){if(S==NULL)return -1;return S->top==MAX-1?1:0;
}
//4、入栈
void push_stack(stack_p S,int value){if(S==NULL)return;S->data[S->top+1] = value;S->top++;return;
}
//5、出栈
int pop_stack(stack_p S){if(S==NULL)return 9999;return S->data[S->top--];
}
//5.1、出栈（不推荐：栈结构不允许）
int pop_stack1(stack_p S,int value){if(S==NULL)return 9999;int i = 0;for(i = 0; i<=S->top; ++i){if(S->data[i] == value){break;}}for(int j = i; j<S->top; j++){S->data[j] = S->data[j+1];}S->top--;return value;
}
//6、输出栈中元素
void show_stack(stack_p S){if(S==NULL)return;for(int i = S->top; i>=0; --i){printf("%d ",S->data[i]);}printf("\n");
}
//7、销毁栈
void destory(stack_p *S){if(S==NULL||*S==NULL){printf("error");return;}free(*S);*S=NULL;
}

2.4 main.c

#include "stack.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{stack_p S = create_stack();push_stack(S,1);push_stack(S,2);push_stack(S,3);push_stack(S,4);push_stack(S,5);show_stack(S);printf("出栈  ：%d\n",pop_stack(S));printf("出栈后：");show_stack(S);printf("弹出3 ：%d\n",pop_stack1(S,3));printf("弹出后：");show_stack(S);return 0;
}

2.5 run

ubuntu@ubuntu:~/data_structre/class4/stack$ ./01_stack 
5 4 3 2 1 
出栈  ：5
出栈后：4 3 2 1 
弹出3 ：3
弹出后：4 2 1 
ubuntu@ubuntu:~/data_structre/class4/stack$

3.链栈功能的代码实现

3.1 makefile

EXE=01_linked_stack
Objs=$(patsubst %.c,%.o,$(wildcard *.c))
CC=gcc
CFlags=-c -oall:$(EXE)
$(EXE):$(Objs)$(CC) $^ -o $@
%.o:%.c$(CC) $^ $(CFlags) $@#伪目标
.PHONY:clean
clean:rm $(EXE) $(Objs)

3.2 stack.h

#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>#define MAX 7typedef struct node
{int data;struct node *next;
}node,*node_p;//fun
node_p create_node(int value);
int empty_stack(node_p S);
void push_stack(node_p* S,int value);
int pop_stack(node_p* S);int count_stack(node_p S);
void output(node_p S);#endif

3.3 fun.c

#include "linked_stack.h"
//1、新建
node_p create_node(int value){node_p S = (node_p)malloc(sizeof(node));if(S == NULL)return NULL;S->data = value;S->next = NULL;return S;
}
//2、判空
int empty_stack(node_p S){return S == NULL;
}
//3、入栈
void push_stack(node_p* S,int value){if(S == NULL)return;node_p new = create_node(value);new->next = *S;*S = new;
}
//4、出栈
int pop_stack(node_p* S){if(*S == NULL)return -1;if(empty_stack(*S))return -2;int data_pop = (*S)->data;node_p p_delete = *S;*S = (*S)->next;free(p_delete);return data_pop;
}
//count
int count_stack(node_p S){node_p p = S;int count = 0;while(p != NULL){p = p->next;count++;}return count;
}
//output
void output(node_p S){if(S == NULL)return;node_p p = S;//int count = count_stack(S);while(p != NULL){printf("%d ",p->data);p = p->next;}printf("\n");return;
}

3.4 main.c

#include "linked_stack.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{node_p S = NULL;push_stack(&S,1);push_stack(&S,2);push_stack(&S,3);push_stack(&S,4);push_stack(&S,5);output(S);printf("计数  ：%d\n",count_stack(S));printf("出栈  ：%d\n",pop_stack(&S));printf("出栈后：");output(S);return 0;
}

3.5 run

ubuntu@ubuntu:~/data_structre/class4/linked_stack$ ./01_linked_stack 
5 4 3 2 1 
计数  ：5
出栈  ：5
出栈后：4 3 2 1 
ubuntu@ubuntu:~/data_structre/class4/linked_stack$

4.队列的功能的代码实现

4.1 makefile

EXE=01_queue
Objs=$(patsubst %.c,%.o,$(wildcard *.c))
CC=gcc
CFlags=-c -oall:$(EXE)
$(EXE):$(Objs)$(CC) $^ -o $@
%.o:%.c$(CC) $^ $(CFlags) $@#伪目标
.PHONY:clean
clean:rm $(EXE) $(Objs)

4.2 queue.h

#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>#define MAX 7typedef struct queue
{int data[MAX];int front;int rear;
}queue, *queue_p;//fun
void output(queue_p Q);
queue_p create_que();
int empty_que(queue_p Q);
int full_que(queue_p Q);
void push_que(queue_p Q,int value);
int pop_que(queue_p Q);
void destroy(queue_p *Q);
int count_que(queue_p Q);#endif

4.3 fun.c

#include "queue.h"
//
void output(queue_p Q){for(int i=Q->front; i<=Q->rear-1; ++i){printf("%d ",Q->data[i]);}printf("\n");
}
//1、创建循环队列
queue_p create_que()
{queue_p S = (queue_p)malloc(sizeof(queue));if(S==NULL)return NULL;memset(S,0,sizeof(queue));return S;
}
//2、判空
int empty_que(queue_p Q){if(Q==NULL)return -1;return Q->front == Q->rear;
}
//3、判满
int full_que(queue_p Q){return (Q->rear+1)%MAX == Q->front;
}
//4、入队
void push_que(queue_p Q,int value){if(Q==NULL)return;if(full_que(Q))return;Q->data[Q->rear] = value;Q->rear = (Q->rear+1)%MAX;
}
//5、出队
int pop_que(queue_p Q){if(Q==NULL)return -1;if(empty_que(Q))return -2;int out_queue = Q->data[Q->front];Q->front = (Q->front+1)%MAX;return out_queue;
}
//6、销毁队列
void destroy(queue_p *Q){if(Q==NULL || *Q==NULL)return;free(*Q);printf("released\n");return;
}
//7、返回队列中元素的个数
int count_que(queue_p Q){if(Q == NULL)return -1;return (Q->rear - Q->front +MAX)%MAX;
}

4.4 main.c

#include "queue.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{queue_p Q = create_que();push_que(Q, 1);push_que(Q, 2);push_que(Q, 3);push_que(Q, 4);push_que(Q, 5);output(Q);printf("计数  ：%d\n",count_que(Q));printf("出队  ：%d\n",pop_que(Q));printf("出队后：");output(Q);destroy(&Q);return 0;
}

4.5 run

ubuntu@ubuntu:~/data_structre/class4/queue$ ./01_queue 
1 2 3 4 5 
计数  ：5
出队  ：1
出队后：2 3 4 5 
released
ubuntu@ubuntu:~/data_structre/class4/queue$

结语

        一对一的结构（线性结构）的学习到此告一段落，下一篇是对线性结构的总结。

http://www.yidumall.com/news/32446.html

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