中国科学技术大学：《数据结构及其算法》课程电子教案（PPT课件讲稿）第三章 栈和队列

③第三章栈和队列 3.1栈 32栈的应用 *33栈与递归的实现 34队列 *3.5离散事件模拟 pboustc. edu. cn 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 1 中国科学技术大学 第三章 栈和队列 3.1栈 3.2栈的应用 *3.3栈与递归的实现 3.4队列 *3.5离散事件模拟

③3.1栈 31.1:象数据类型栈的定义 定义ε栈( Stack)是限定只能在表得一端进行插入和删除 操作的线性表,又称限定性线性表结构 栈顶(Top)、栈底( Bottom),先入后出IFO 出栈an…a2a1 进栈a1a2,…a a2 pboustc. edu. cn 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 2 中国科学技术大学 3.1栈 3.1.1抽象数据类型栈的定义 ➢ 定义：栈（Stack）是限定只能在表得一端进行插入和删除 操作的线性表，又称限定性线性表结构 栈顶(Top)、栈底(Bottom),先入后出(LIFO)

③栈的ADT描述 ADT Stack( 数据对象D={ ailaiEElem Set=1,2,nn>0 数据关系R1={<a11a1a1∈Di=2,3,n} 基本操作 Initstack (&S) GetTop(s,&e) DestroyStack(&S) Push( &s, e) ClearStack (&s) Pop(&s, &e) Stack Empty(S) StackTraverse(s) StackLength(S) JADT Stack pboustc. edu. cn 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 3 中国科学技术大学 栈的ADT描述 ADT Stack{ 数据对象:D={ai |aiElemSet,i=1,2,…n,n≥0} 数据关系:R1={| ai-1 ,ai D,i=2,3,…n} 基本操作: }ADT Stack InitStack（&S） DestroyStack(&S) ClearStack(&S) StackEmpty（S） StackLength（S） GetTop(S,&e) Push(&S, e) Pop(&S,&e) StackTraverse(S)

3.1.2栈的表示和实现 顺序栈 #define stack Init size 100 #define stackincrement 10 ypedef struct SElemtype base SElemtype top Int stacksize SS qStack pboustc. edu. cn 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 4 中国科学技术大学 ➢ 顺序栈 #define STACK_INIT_SIZE 100 #define STACKINCREMENT 10 Typedef struct{ SElemtype *base; SElemtype *top; int stacksize; }SqStack; 3.1.2栈的表示和实现

栈的表示和实现 顺序栈一维数组SM或先分配一个基本容量, 段扩大 栈满 栈空 top op top F top p E p p D top p top top B top top base 0 top A 0 op 栈空 进栈 出栈 栈顶指针top,指向实际栈顶 设数组维数为M 后的空位置,初值为base.top=bas栈空,此时出栈,则下溢( underflow) base保持不变 top-base=M栈满,此时入栈,则上溢( overflow)

– 栈的表示和实现 顺序栈 一维数组s[M] 或先分配一个基本容量，逐 段扩大 栈顶指针top,指向实际栈顶 后的空位置，初值为base. base保持不变 top 1 2 3 4 5 0 进栈 A top 出栈 栈满 B C D E F 设数组维数为M top==base栈空，此时出栈，则下溢（underflow) top-base==M,栈满,此时入栈，则上溢（overflow) top top top top top 1 2 3 4 5 A 0 B C D E top F top top top top top 栈空 top top 1 2 3 4 5 0 栈空 base

③相关的操作实现 Status InitStack Sq(sqstack &s)i S base=( SElem Type *)malloc(STACK INIT SIZE*sizeof( SElem Type)); if(!S base )exit(OVERFLOW) S top=S base S. stacksize STACK INIT SIZE: return OK 3 //InitStack Status GetTop Sq(sqstack S, Selem Type &e) if(Stop==S base)return ERROR e=*(S top-1); return OK; Status Push Sq(sqStack &s, selem Type e) 栈满、栈空? S top Status Pop sq(sqstack s, SelemType &e)f Stop; pboustc. edu. cn 6 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 6 中国科学技术大学 Status InitStack_Sq(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; } //InitStack_Sq Status GetTop_Sq(SqStack S,SelemType &e){ if(S.top==S.base)return ERROR; e=*(S.top-1);return OK; } Status Push_Sq(SqStack &S ,SelemType e) { … *S.top++=e; … } Status Pop_Sq(SqStack S ,SelemType &e){ … e=*--S.top; … } 相关的操作实现 栈满、栈空？

链栈 date next typedef LinkList Link Stack 视顶 InitStack L(Link Stack &s) Push L stack &s, Selem Type e) Pop L(LinkStack S, Selem Type &e) A|找底 Status getTop l linkstack s, selem Type &e i if(s)return ERROR e=s->data return OK pboustc. edu. cn 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 7 中国科学技术大学 ➢ 链栈 typedef LinkList LinkStack; InitStack_L(LinkStack &S) Push_L(LinkStack &S ,SelemType e) Pop_L(LinkStack S ,SelemType &e) Status GetTop_L(Linkstack S,SElemType &e){ if(!S) return ERROR; e=S->data; return OK; }

③32栈的应用 1数制转换 N= an d+an1d|+…+a1d+a 计算过程-入栈 打印过程-出栈 例把十进制数159转换成八进制数 8159余7 ←top 819余3 p 82 余2 top 2|3|7 (159)0=(237) pboustc. edu. cn 8 片放中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 8 中国科学技术大学 3.2栈的应用 1.数制转换 N=an .d n+an-1 .d n-1+…+a1 .d+a0 计算过程 － 入栈 打印过程 － 出栈 例 把十进制数159转换成八进制数 (159)10=(237)8 8 159 8 19 8 2 0 2 3 7 余 7 余 3 余 2 top top 7 top 7 3 top 7 3 2

3.22括号匹配检验 [O}等括号的匹配* 32.3行编辑程序 算法 void lineedit(O 324迷宫求解 入口 出口 pboustc. edu. cn 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 9 中国科学技术大学 3.2.2括号匹配检验 {[()]}等括号的匹配* 3.2.3行编辑程序 – 算法 void LineEdit() 3.2.4迷宫求解

typedef structint r, c; Pos Type; typedef struct(int ord Postype seat; int di selem Type Typedef int Maze Type MAXRJLMAXCI Status Pass(Maze Type maze, PosType Cur Pos void FootPrint(Maze Type &maze, Pos Type Cur Pos) void MarkPrint(Maze Type &maze, Pos Type CurPos PosType NextPos(Pos Type CurPos, int Dir) Status MazePath(Maze Type &maze, Pos Type start, Pos Type end pboustc. edu. cn 10 中国科学技术大学

ypb@ustc.edu.cn 10 中国科学技术大学 typedef struct{int r,c;} PosType; typedef struct{int ord;Postype seat;int di} SElemType; Typedef int MazeType[MAXR][MAXC]; Status Pass(MazeType maze, PosType CurPos); void FootPrint(MazeType &maze, PosType CurPos); void MarkPrint(MazeType &maze, PosType CurPos); PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir); Status MazePath(MazeType &maze, PosType start, PosType end) ;