C语言基于考研的栈和队列

编辑: admin 分类: c#语言 发布时间: 2021-12-12 来源:互联网
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    • 栈的基本操作
    • 三角矩阵
  • 总结


    栈的基本操作

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    InitStack(&S):初始化

    StackEmpty(S):判空,空则true,非空则false

    Push(&S,x):入栈

    Pop(&S,&x):出栈,并用x返回元素内容

    GetTop(S,&x):读栈顶元素

    DestroyStack(&S):销毁并释放空间

    栈是一种受限的线性表,只允许在一端操作

    栈若只能在栈顶操作,则只可能上溢

    采用非递归方式重写递归时,不一定要用栈,比如菲波那切数列只要用循环即可

    共享栈:

    从两头往中间填充,有效的利用空间。

    出栈序列的个数:1𝑛+1𝐶2𝑛𝑛

    队列

    队列也是受限的线性表,只允许在一端插入,另一端删除

    FIFO(First in first out)

    常见操作:

    InitQueue(&Q):初始化,构造一个空队列Q

    QueueEmpty(Q):判空

    EnQueue(&Q,x):入队

    DeQueue(&Q,&x):出队并返回出队的元素至x

    GetHead(Q,&x):获取对头元素

    队列的大题真题考的是,画初始状态,判空判满的条件,入队基本过程

    So先看类似的概念,想法,思路,后期再看具体的代码实现,毕竟没考过具体代码

    顺序存储定义:

    #define Maxsize 50

    typedef struct{
    Elemtype data[Maxsize];

    int front,rear;

    }SqQueue;

    循环队列:

    初始化:Q.front=Q.rear=0

    队首指针+1\入队:Q.front=(Q.front+1)%Maxsize

    队尾指针+1\出队:Q.rear=(Q.rear+1)%Maxsize

    队列长度:(Q.rear+Maxsize-Q.front)%Maxsize

    因为队满和队空都是Q.front=Q.rear,所以无法判断到底是队空还是队满

    有三个解决办法

    1)常用方法:牺牲一个单元来区分队空和队满,入队是少用一个单元

    队满条件:(Q.rear+1)%MaxsizeQ.front

    队空条件:Q.frontQ.rear

    队列中元素个数:(Q.rear-Q.front+Maxsize)%Maxsize

    2)类型中增设一个数据成员表示元素个数,这样队空:Q.size0,队满:Q.sizeMaxsize

    3)增设tag,入队时令tag=1,出队时令tag=0,这样能表示当Q.frontQ.rear时,如果tag1,则队满,tag==0则队空

    链式存储:

    typedef struct LinkNode{ //定义节点

    Elemtype data;

    struct LinkNode *next;

    }LinkNode;

    typedef struct{ //定义队列的首尾节点

    Node *front,*rear;

    }LinkQueue;

    栈和队列的应用

    括号匹配

    表达式求值

    后缀表达式:数据进栈,操作符则弹出2个数据进行操作再将结果进栈

    同一个问题,递归算法和非递归算法一般来说,非递归效率比较低,因为有很多重复计算

    图的广度优先算法要借助辅助队列

    将中缀表达式转换为前缀表达式

    转换步骤如下:

    初始化两个栈:运算符栈s1,储存中间结果的栈s2

    从右至左扫描中缀表达式

    遇到操作数时,将其压入s2

    遇到运算符时,比较其与s1栈顶运算符的优先级

    如果s1为空,或栈顶运算符为右括号“)”,则直接将此运算符入栈

    否则,若优先级比栈顶运算符的较高或相等,也将运算符压入s1

    否则,将s1栈顶的运算符弹出并压入到s2中,再次转到(4-1)与s1中新的栈顶运算符相比较

    遇到括号时

    如果是右括号“)”,则直接压入s1

    如果是左括号“(”,则依次弹出S1栈顶的运算符,并压入S2,直到遇到右括号为止,此时将这一对括号丢弃

    重复步骤2至5,直到表达式的最左边

    将s1中剩余的运算符依次弹出并压入s2

    依次弹出s2中的元素并输出,结果即为中缀表达式对应的前缀表达式

    将中缀表达式转换为后缀表达式

    与转换为前缀表达式相似,步骤如下:

    初始化两个栈:运算符栈s1和储存中间结果的栈s2;

    从左至右扫描中缀表达式;

    遇到操作数时,将其压s2;

    遇到运算符时,比较其与s1栈顶运算符的优先级:

    如果s1为空,或栈顶运算符为左括号“(”,则直接将此运算符入栈;

    否则,若优先级比栈顶运算符的高,也将运算符压入s1(注意转换为前缀表达式时是优先级较高或相同,而这里则不包括相同的情况);

    否则,将s1栈顶的运算符弹出并压入到s2中,再次转到(4-1)与s1中新的栈顶运算符相比较;

    遇到括号时:

    如果是左括号“(”,则直接压入s1;

    如果是右括号“)”,则依次弹出s1栈顶的运算符,并压入s2,直到遇到左括号为止,此时将这一对括号丢弃;

    重复步骤2至5,直到表达式的最右边;

    将s1中剩余的运算符依次弹出并压入s2;

    依次弹出s2中的元素并输出,结果的逆序即为中缀表达式对应的后缀表达式(转换为前缀表达式时不用逆序)

    特殊矩阵的压缩存储

    对称矩阵

    三角矩阵

    三对角矩阵:又称带状矩阵

    稀疏矩阵:三元组既可以用数组存储,也可以用十字链表法

    总结

    本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望您能够多多关注海外IDC网的更多内容!

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