【重拾C语言】六、批量数据组织（四）线性表—栈和队列

2023-10-09 05:52
文章标签 语言 队列 批量 线性表 重拾 数据组织

本文主要是介绍【重拾C语言】六、批量数据组织（四）线性表—栈和队列，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

前言

六、批量数据组织——数组

6.1~3 数组基础知识

6.4 线性表——分类与检索

6.5~7 数组初值；字符串、字符数组、字符串数组；类型定义 typedef

6.8 线性表—栈和队列

6.8.1 栈（Stack）

全局变量

isEmpty()

isFull()

push()

pop()

测试

6.8.2 队列（Queue）

全局变量

isEmpty()

isFull()

enqueue()

dequeue()

测试

前言

        本文介绍了C语言使用数组实现栈和队列，及其相关操作

六、批量数据组织——数组

6.1~3 数组基础知识

【重拾C语言】六、批量数据组织（一）数组（数组类型、声明与操作、多维数组；典例：杨辉三角、矩阵乘积、消去法）-CSDN博客icon-default.png?t=N7T8https://blog.csdn.net/m0_63834988/article/details/133580645?spm=1001.2014.3001.5502

6.4 线性表——分类与检索

【重拾C语言】六、批量数据组织（二）线性表——分类与检索（主元排序、冒泡排序、插入排序、顺序检索、对半检索）_QomolangmaH的博客-CSDN博客icon-default.png?t=N7T8https://blog.csdn.net/m0_63834988/article/details/133620693?spm=1001.2014.3001.5501

6.5~7 数组初值；字符串、字符数组、字符串数组；类型定义 typedef

【重拾C语言】六、批量数据组织（三）数组初值；字符串、字符数组、字符串数组；类型定义 typedef_QomolangmaH的博客-CSDN博客icon-default.png?t=N7T8https://blog.csdn.net/m0_63834988/article/details/133660998?spm=1001.2014.3001.5501

6.8 线性表—栈和队列

        栈（Stack）和队列（Queue）是常用的线性数据结构。在C语言中，可以使用数组或链表来实现栈和队列。

6.8.1 栈（Stack）

  • 栈是一种后进先出（Last-In-First-Out，LIFO）的数据结构。
  • 使用数组实现栈时，可以使用一个整数变量来表示栈顶指针（top），指向栈顶元素的位置。
  • 初始化栈时，将栈顶指针设置为-1，表示栈为空。
  • 入栈操作（Push）将元素添加到栈顶，栈顶指针加1。
  • 出栈操作（Pop）从栈顶移除元素，栈顶指针减1。
  • 可以使用数组来存储栈的元素。
全局变量
#define MAX_SIZE 100int stack[MAX_SIZE];
int top = -1;
  • 定义了一个常量 MAX_SIZE，它表示栈的最大容量。
  • 声明了一个整型数组 stack，用于存储栈中的元素。
  • 声明了一个整型变量 top，用于表示栈顶的索引，默认值为 -1，表示栈为空。

isEmpty()

        检查栈是否为空。如果栈为空，返回值为 1，否则返回值为 0。

int isEmpty() {return top == -1;
}
isFull()

        检查栈是否已满。如果栈已满，返回值为 1，否则返回值为 0。

int isFull() {return top == MAX_SIZE - 1;
}

push()

        将元素压入栈中。首先检查栈是否已满，如果已满则打印提示信息并返回，否则将 data 压入栈顶，然后将 top 值加 1。

void push(int data) {if (isFull()) {printf("Stack is full. Cannot push element.\n");return;}stack[++top] = data;
}
pop()

  从栈中弹出并返回栈顶元素。首先检查栈是否为空，如果为空则打印提示信息并返回 -1，否则将栈顶元素返回，然后将 top 值减 1。

int pop() {if (isEmpty()) {printf("Stack is empty. Cannot pop element.\n");return -1;}return stack[top--];
}
测试
#include <stdio.h>
#define MAX_SIZE 100int stack[MAX_SIZE];
int top = -1;int isEmpty() {return top == -1;
}int isFull() {return top == MAX_SIZE - 1;
}void push(int data) {if (isFull()) {printf("Stack is full. Cannot push element.\n");return;}stack[++top] = data;
}int pop() {if (isEmpty()) {printf("Stack is empty. Cannot pop element.\n");return -1;}return stack[top--];
}int main() {push(10);push(20);push(30);printf("Popped element: %d\n", pop());printf("Popped element: %d\n", pop());return 0;
}
  • 调用 push(10) 将元素 10 压入栈中。
  • 调用 push(20) 将元素 20 压入栈中。
  • 调用 push(30) 将元素 30 压入栈中。
  • 调用 pop() 弹出栈顶元素，并将其打印出来。
  • 再次调用 pop() 弹出栈顶元素，并将其打印出来。

6.8.2 队列（Queue）

  • 队列是一种先进先出（First-In-First-Out，FIFO）的数据结构。
  • 使用数组实现队列时，需要两个整数变量来表示队列的头部指针（front）和尾部指针（rear）。
  • 初始化队列时，将头部指针和尾部指针都设置为-1，表示队列为空。
  • 入队操作（Enqueue）将元素添加到队列尾部，尾部指针加1。
  • 出队操作（Dequeue）从队列头部移除元素，头部指针加1。
全局变量
#define MAX_SIZE 100int queue[MAX_SIZE];
int front = -1;
int rear = -1;
  • 定义了一个常量 MAX_SIZE，它表示队列的最大容量。
  • 声明了一个整型数组 queue，用于存储队列中的元素。
  • 声明了两个整型变量 front 和 rear，分别表示队列的前端和后端的索引，默认值均为 -1，表示队列为空。
isEmpty()

        检查队列是否为空。如果队列为空，返回值为 1，否则返回值为 0。

int isEmpty() {return front == -1;
}
isFull()

        检查队列是否已满。如果队列已满，返回值为 1，否则返回值为 0。

int isFull() {return (rear + 1) % MAX_SIZE == front;
}
enqueue()

        将元素入队。首先检查队列是否已满，如果已满则打印提示信息并返回，否则根据队列的循环性质更新 rear 的值，并将 data 存储到相应位置。

void enqueue(int data) {if (isFull()) {printf("Queue is full. Cannot enqueue element.\n");return;}if (isEmpty()) {front = 0;}rear = (rear + 1) % MAX_SIZE;queue[rear] = data;
}
dequeue()

   用于从队列中出队并返回队首元素。首先检查队列是否为空，如果为空则打印提示信息并返回 -1，否则取出队首元素并根据队列的循环性质更新 front 和 rear 的值。

int dequeue() {if (isEmpty()) {printf("Queue is empty. Cannot dequeue element.\n");return -1;}int data = queue[front];if (front == rear) {front = -1;rear = -1;} else {front = (front + 1) % MAX_SIZE;}return data;
}

测试
#include <stdio.h>
#define MAX_SIZE 100int queue[MAX_SIZE];
int front = -1;
int rear = -1;int isEmpty() {return front == -1;
}int isFull() {return (rear + 1) % MAX_SIZE == front;
}void enqueue(int data) {if (isFull()) {printf("Queue is full. Cannot enqueue element.\n");return;}if (isEmpty()) {front = 0;}rear = (rear + 1) % MAX_SIZE;queue[rear] = data;
}int dequeue() {if (isEmpty()) {printf("Queue is empty. Cannot dequeue element.\n");return -1;}int data = queue[front];if (front == rear) {front = -1;rear = -1;} else {front = (front + 1) % MAX_SIZE;}return data;
}int main() {enqueue(10);enqueue(20);enqueue(30);printf("Dequeued element: %d\n", dequeue());printf("Dequeued element: %d\n", dequeue());return 0;
}
  • 调用 enqueue(10) 将元素 10 入队。
  • 调用 enqueue(20) 将元素 20 入队。
  • 调用 enqueue(30) 将元素 30 入队。
  • 调用 dequeue() 出队并打印出队的元素。
  • 再次调用 dequeue() 出队并打印出队的元素。

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