線性表 堆疊以及佇列

2021-08-03 14:46:46 字數 3526 閱讀 3114

佇列總結

線性表、鍊錶以及佇列是在coding中最為常見的資料結構，在平時程式設計時，我們會有意識或無意識的進行選擇。

線性表本質上是一種順序儲存結構，所有需要儲存的內容是可以被索引的，說起來，在程式設計時常用的陣列就是線性表的一種。

線性表的資料結構表示：

class linearlist 


bool isempty()const 


bool isfull()const 


int length()const 


//線性表的訪問函式，其中k表示索引號，item表示訪問的資料值


bool find(int k, int &item)const;


int search(const


int &item)const;


void delete(int k, int &item)const;


void insert(int k, const


int &item);


}
不難看出，線性表的優勢在於隨機訪問的效率高，速度快（因為可以進行索引），而且實現起來較為簡單，但是由於先行表的最大長度固定，所以想要增加線性表的長度並不容易，如果需要進行線性表的長度變化，可以建立乙個新的線性表，並且將原始的線性表中的內容完全複製到新的線性表中，刪除原始線性表即可。

鍊錶彌補了線性表的缺點，但是又增加了新的問題。看如下例程：

class node


node(const


int& item, node *nextnode = null)


void setdata(int data);


int data() 


};class linkedlist


linkedlist(int &item);


~linkedlist();


bool isempty()const 


int length()const; //返回鍊錶長度


//這裡的實現多種多樣，此下幾個函式為其中一種


//通過遍歷鍊錶找到第k個元素，將該元素賦值給item


bool find(int k, int &item)const;


int search(int k, int &item)const;


void delete(int k, int &item)const;


void insert(int k, const


int &item);


}
該程式結點只是鍊錶的一種，單向鍊錶。還有其他如，迴圈鍊錶，雙向鍊錶，十字鍊錶等等。

迴圈鍊錶中最後的乙個元素的後繼結點為表頭結點，雙向鍊錶中每個元素有兩個指標，分別指向其前驅結點與後繼結點。

tip：
堆疊這一概念應該是分開的，堆是堆，棧是棧，兩種不同的東西。

棧的基本組成為棧頂指標，壓棧，彈棧動作，並且只能對棧頂元素進行讀寫操作，。其邏輯結構是先進棧的元素後讀出，後進入的元素先讀出，我們可以稱之為後來居上的原則（lifo）。棧也僅僅是一種概念，其實現是由其他基本資料結構完成的。

在這裡只講棧，不講堆。

順序棧，其實就是用線性表來實現的棧。

順序棧的主要思想是：建立乙個線性表，棧頂指標為索引號，其值為當前棧頂的索引號，壓棧和彈棧的動作僅僅是對棧頂指標的值進行賦值和清除。

class astack


~astack()


bool push(const


int &item); //壓棧


bool pop(int &item); //彈棧


bool peek(int &item)const; //讀取棧頂元素


int isempty()const 


int isfull()const 


void clear()
順序棧的優勢與線性表的優勢相同，都是實現簡單，效率高，缺點也是不易對棧進行擴充。

聽名字就知道了，這種棧是以鍊錶儲存結構實現的。

class lstack


~lstack() 


void clear(); //清空棧


bool push(const


int &item);


bool pop(int &item);


bool peek(int &item);


int isempty()const 


}
鏈式棧的優缺點可以與鍊錶結構相似。

佇列和堆疊的性質較為類似，只是佇列採取的原則是，先進先出原則（fifo）。在佇列中所有的操作均只能對隊首與隊尾進行，而在實現上，也分為順序佇列以及鏈式佇列。

這種原則和日常排隊相像，先到先得。

使用順序儲存的方式實現，其主要思想為：

建立乙個線性表，增加兩個指標，分別命名為隊首指標，指向佇列最開始的位置，並且元素由此出隊，隊尾指標，指向當前插入佇列的位置，並且只能向後插入。

其實佇列還可以增加乙個指標，用於遍歷佇列中的元素，但是這樣做就破壞了佇列操作的原則，使佇列退化成了乙個簡單的線性表。

class aqueue


bool qinsert(const


int &item); //向隊尾插入元素


bool qdelete(int &item); //刪除隊首元素


void qclear() 


int qfront()const; //讀取隊首元素


bool isempty()const 


bool isfull()const 


}
思想和順序佇列類似，實現如下：

class lqueue


~lqueue() 


void qinsert(const


int &item);


bool qdelete(int &item);


bool qfront(int &item);


int isempty()const 


void qclear();
無論是堆疊還是佇列，上述幾種都是較為基礎的形式，關於堆疊和佇列，還有其相應的擴充套件，如雙端佇列，雙棧，超佇列，超棧等等。

資料結構是計算機開發中最為重要的一門知識，可以說，只要是程式設計，就會用到資料結構。

本文僅僅是資料結構的冰山一角，但是隨著程式設計的深入，你會發現，這冰山一角卻是冰山最重要的基礎。

資料結構的定義很廣，包括使用c語言或是其他語言編寫乙個小的struct結構體，都可以被視為一中資料結構。

還是那句話，所有複雜的事物，都是由簡單的符號所組成的。

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