特殊線性表——棧
1.棧的邏輯結構
空棧:不含任何資料元素的棧。
棧:限定僅在表尾進行插入和刪除操作的線性表。
棧的操作特性:後進先出(lifo)
注意:棧只是對錶插入和刪除操作的位置進行了限制,並沒有限定插入和刪除操作進行的時間。
2.棧的抽象資料型別定義
adtstackdata
棧中元素具有相同型別及後進先出特性,相鄰元素具有前驅和後繼關係
operation
initstack
前置條件:棧不存在輸入:無功能:棧的初始化輸出:無後置條件:構造乙個空棧
destroystack
前置條件:棧已存在
輸入:無
功能:銷毀棧
輸出:無
後置條件:釋放棧所占用的儲存空間
push
前置條件:棧已存在
輸入:元素值x
功能:在棧頂插入乙個元素x
輸出:如果插入不成功,丟擲異常
後置條件:如果插入成功,棧頂增加了乙個元素
pop前置條件:棧已存在
輸入:無
功能:刪除棧頂元素
輸出:如果刪除成功,返回被刪元素值,否則,丟擲異常
後置條件:如果刪除成功,棧減少了乙個元素
gettop
前置條件:棧已存在
輸入:無
功能:讀取當前的棧頂元素
輸出:若棧不空,返回當前的棧頂元素值
後置條件:棧不變
empty
前置條件:棧已存在輸入:無功能:判斷棧是否為空輸出:如果棧為空,返回1,否則,返回0後置條件:棧不變
endadt
3.棧的順序儲存結構及實現
棧的順序儲存結構——順序棧
順序棧類的宣告
const intstacksize=100;
template
class seqstack
;~seqstack( );
void push ( t x );
t pop ( );
t gettop( )
boolempty ( )
private:
t data[stacksize];
inttop;}
順序棧的實現——入棧
順序棧的實現——出棧
4.兩棧共享空間:使用乙個陣列來儲存兩個棧,讓乙個棧的棧底為該陣列的始端,另乙個棧的棧底為該陣列的末端,兩個棧從 各自的端點向中間延伸。
兩棧共享空間的宣告:
const intstacksize=100;
template
classbothstack
~bothstack( );
void push(inti, t x);
t pop(inti);
t gettop(inti);
boolempty(inti);
private:
t data[stacksize];
inttop1, top2;
};兩棧共享空間的實現——插入
兩棧共享空間的實現——刪除
t pop(inti);
t bothstack::pop(inti)
if (i2) //將棧2的棧頂元素出棧
}兩棧共享空間的實現——讀取棧i當前的棧頂元素
t gettop(inti);
template
t bothstack::gettop(inti)
if(i2)
兩棧共享空間的實現——判斷棧i是否為空棧
boolempty(inti);
template
boolbothstack::empty(inti)
if(i2)
5.棧的鏈結儲存結構及實現
棧的鏈結儲存結構——鏈棧
鏈棧的類宣告
template
class linkstack
~linkstack( );
void push(t x);
t pop( );
t gettop( )
boolempty ( )
private:
node *top;
}鏈棧的實現——插入
6.順序棧和鏈棧的比較
時間效能:相同,都是常數時間o(1)。
空間效能:?順序棧:有元素個數的限制和空間浪費的問題。?鏈棧:沒有棧滿的問題,只有當記憶體沒有可用空間時才會出現棧滿,但是每個元素都需要乙個指標域,從而產生了結構性開銷。總之,當棧的使用過程中元素個數變化較大時,用鏈棧是適宜的,反之,應該採用順序棧
棧的應用舉例—遞迴
1 遞迴的定義
子程式(或函式)直接呼叫自己或通過一系列呼叫語句間接呼叫自己,是一種描述問題和解決問題的基本方法。
2 遞迴的基本思想
問題分解:把乙個不能或不好解決的大問題轉化為乙個或幾個小問題,再把這些小問題進一步分解成更小的小問題,直至每個小問題都可以直接解決。
3 遞迴的要素
⑴遞迴邊界條件:確定遞迴到何時終止,也稱為遞迴出口;
⑵遞迴模式:大問題是如何分解為小問題的,也稱為遞迴體。
特殊線性表——佇列
1.佇列的邏輯結構
空佇列:不含任何資料元素的佇列。
佇列:只允許在一端進行插入操作,而另一端進行刪除操作的線性表。允許插入(也稱入隊、進隊)的一端稱為隊尾,允許刪除(也稱出隊)的一端稱為隊頭。
佇列的操作特性:先進先出(filo)
2.佇列的抽象資料型別定義
adt queue
data
佇列中元素具有相同型別及先進先出特性,
相鄰元素具有前驅和後繼關係
operation
initqueue
前置條件:佇列不存在
輸入:無
功能:初始化佇列
輸出:無
後置條件:建立乙個空佇列
destroyqueue
前置條件:佇列已存在
輸入:無
功能:銷毀佇列
輸出:無
後置條件:釋放佇列所占用的儲存空間
enqueue
前置條件:佇列已存在
輸入:元素值x
功能:在隊尾插入乙個元素
輸出:如果插入不成功,丟擲異常
後置條件:如果插入成功,隊尾增加了乙個元素
dequeue
前置條件:佇列已存在
輸入:無
功能:刪除隊頭元素
輸出:如果刪除成功,返回被刪元素值
後置條件:如果刪除成功,隊頭減少了乙個元素
getqueue
前置條件:佇列已存在
輸入:無
功能:讀取隊頭元素
輸出:若佇列不空,返回隊頭元素
後置條件:佇列不變
empty
前置條件:佇列已存在輸入:無功能:判斷佇列是否為空輸出:如果隊列為空,返回1,否則,返回0
後置條件:佇列不變
endadt
3.佇列的順序儲存結構及實現
佇列的順序儲存結構——迴圈佇列
隊空:front=rear
隊滿:front=rear
隊滿的條件:(rear+1) mod queuesize=front
迴圈佇列類的宣告
const intqueuesize=100;
template
class cirqueue
~ cirqueue( );
void enqueue(tx);
t dequeue( );
t getqueue( );
boolempty( )
private:
t data[queuesize];
intfront, rear;
};迴圈佇列的實現——入隊
template
void cirqueue::enqueue(tx)
迴圈佇列的實現——出隊
template
t cirqueue::dequeue( )
迴圈佇列的實現——讀隊頭元素
template
t cirqueue::getqueue( )
4.佇列的鏈結儲存結構及實現
佇列的鏈結儲存結構——鏈佇列
鏈佇列類的宣告
template
class linkqueue
private:
node *front, *rear;};
鏈佇列的實現——建構函式
鏈佇列的實現——入隊
template
void linkqueue::enqueue(tx)
鏈佇列的實現——出隊
template
tlinkqueue::dequeue( )
迴圈佇列和鏈佇列的比較
時間效能:
迴圈佇列和鏈佇列的基本操作都需要常數時間o (1)。
空間效能:
迴圈佇列:必須預先確定乙個固定的長度,所以有儲存元素個數的限制和空間浪費的問題。
鏈佇列:沒有佇列滿的問題,只有當記憶體沒有可用空間時才會出現佇列滿,但是每個元素都需要乙個指標域,從而產生了結構性開銷。
第三章 棧和佇列
棧和佇列 一 棧 1 棧的定義 棧是限定僅在表尾進行插入和刪除操作的線性表,允許插入和刪除的一端稱為棧頂,另一端稱為棧底,不含任何資料元素的棧稱為空棧。2 在任何時候出棧的元素都只能是棧頂元素,即最後最後入棧者最先出棧。所以棧中元素除了具有線性關係外,還具有後進先出的特性。3 棧的抽象資料型別定義 ...
第三章 棧和佇列
棧和佇列是兩種常用的資料結構,同時又是操作受限的線性表,也是兩種重要的抽象資料型別。1 1棧是限定僅在表尾進行插入和刪除操作的線性表。棧中元素具有線性關係和後進先出的特性。2雖然對插入和刪除操作的位置限制減少了棧的靈活性,但同時也使得棧的操作更有效更容易實現。3棧的儲存結構分兩種,一種是順序儲存結構...
第三章 棧和佇列
第三章棧和佇列 一 棧1.棧 限定僅在表尾進行插入和刪除操作的線性表 允許插入和刪除的一端稱為棧頂 另一端稱為棧底 2.空棧 不含任何資料元素的棧。3.在任何時候出棧的元素都只能是棧頂元素,即最後入棧者最先出棧,具有後進先出的特性。4.棧的抽象資料型別定義 1 push 輸入 元素值 x 輸出 如果...