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數據結構隊列詳解

科技 更新时间:2025-02-08 08:12:09

棧和隊列的邏輯結構與線性表相同,其特點在于運算有所限制(運算受限的線性表),棧操作按照後進先出(LIFO)的規則,隊列按先進先出(FIFO)的規則。

通過訪問它的一端來實現數據存儲與檢索的線性結構。

進行插入和删除操作的一端稱為棧頂(Top),另一端稱為棧底(Bottom),不包含數據元素的棧,稱為空棧。

  • 運算過程:

初始化棧->判斷棧是否為空->入棧(Push)->出棧(Pop)->讀取棧頂元素

初始化棧:創建一個空棧。

判斷棧是否為空:為空是返回true(真),否則false(假)

入棧:将元素加入棧頂,并更新棧頂指針。

出棧:将棧頂元素删除,并更新棧頂指針。

讀棧元素:返回棧頂元素的值,不更新指針。

  • 存儲結構

順序存儲(順序棧):

用一組地址連續的存儲單元依次存儲自棧頂到棧底的數據元素,同時指針指示棧頂元素的位置。這種存儲方式下,棧的空間容量是有限的,當元素入棧時,需要判斷是否棧滿,如棧滿,則不能入棧。

鍊式存儲(鍊棧):

棧中元素的插入和删除隻在棧頂一端進行,因此不需要設置頭指針,鍊表的頭指針就是棧頂指針。

隊列

隊列是一種先進先出(FIFO)的線性表,它隻允許在表的一端(隊尾)插入元素,在另一端(隊頭)删除元素。

  • 運算過程

初始化->判斷是否為空 ->入隊 ->出隊 -> 讀隊頭元素

初始化:創建一個空隊列(隊頭和隊尾指針在同一位置)。

判斷是否為空:為空是返回true(真),否則false(假)

入隊:将元素加入隊尾(Rear),并更新隊尾指針。

出隊:将隊頭(Front)元素從隊列删除,并更新隊頭指針。

讀隊頭元素:讀取隊頭元素的值,不更新隊頭指針。

  • 存儲結構

順序存儲(順序隊列):

用一組地址連續的存儲單元存儲隊列元素,隊列的操作是兩端進行的,因此設置隊頭指針和隊尾指針,分别指出隊頭和隊尾。

元素入隊時,修改隊尾指針。元素出隊時,修改隊頭指針。

由于順序隊列的存儲空間是預先設定的,因此隊尾指針會有一個上限值(下圖所示)。

數據結構隊列詳解(數據結構基礎-棧和隊列)1

元素入隊出隊以及指針修改過程

當隊尾指針達到上限時,隻能通過修改隊尾指針來實現新元素的入隊。

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