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数据结构--栈和队列基础知识⼀概述栈和队列，严格意义上来说，也属于线性表，因为它们也都⽤于存储逻辑关系为 "⼀对⼀" 的数据，但由于它们⽐较特殊，因此将其单独作为⼀篇⽂章，做重点讲解。
既然栈和队列都属于线性表，根据线性表分为顺序表和链表的特点，栈也可分为顺序栈和链表，队列也分为顺序队列和链队列，这些内容都会在本章做详细讲解。
使⽤栈结构存储数据，讲究“先进后出”，即最先进栈的数据，最后出栈；使⽤队列存储数据，讲究 "先进先出"，即最先进队列的数据，也最先出队列。
⼆栈2.1 栈的基本概念同顺序表和链表⼀样，栈也是⽤来存储逻辑关系为 "⼀对⼀" 数据的线性存储结构，如下图所⽰。
从上图我们看到，栈存储结构与之前所了解的线性存储结构有所差异，这缘于栈对数据 "存" 和 "取" 的过程有特殊的要求：1. 栈只能从表的⼀端存取数据，另⼀端是封闭的；2. 在栈中，⽆论是存数据还是取数据，都必须遵循"先进后出"的原则，即最先进栈的元素最后出栈。
拿图 1 的栈来说，从图中数据的存储状态可判断出，元素 1 是最先进的栈。
因此，当需要从栈中取出元素 1 时，根据"先进后出"的原则，需提前将元素 3 和元素 2 从栈中取出，然后才能成功取出元素 1。
因此，我们可以给栈下⼀个定义，即栈是⼀种只能从表的⼀端存取数据且遵循 "先进后出" 原则的线性存储结构。
通常，栈的开⼝端被称为栈顶；相应地，封⼝端被称为栈底。
因此，栈顶元素指的就是距离栈顶最近的元素，拿下图中的栈顶元素为元素 4；同理，栈底元素指的是位于栈最底部的元素，下中的栈底元素为元素 1。
2.2 进栈和出栈基于栈结构的特点，在实际应⽤中，通常只会对栈执⾏以下两种操作：向栈中添加元素，此过程被称为"进栈"（⼊栈或压栈）；从栈中提取出指定元素，此过程被称为"出栈"（或弹栈）；2.3 栈的具体实现栈是⼀种 "特殊" 的线性存储结构，因此栈的具体实现有以下两种⽅式：1. 顺序栈：采⽤顺序存储结构可以模拟栈存储数据的特点，从⽽实现栈存储结构。
栈和队列是信息学竞赛中经常涉及的数据结构，它们在算法和程序设计中有着广泛的应用。
掌握栈和队列的基本原理和操作方法，对于参加信息学竞赛的同学来说是非常重要的。
本文将深入探讨栈和队列的相关知识点，帮助大家更好地理解和掌握这两种数据结构。
一、栈的定义与特点栈是一种先进后出（LIFO）的数据结构，它的特点是只允许在栈顶进行插入和删除操作。
栈可以用数组或链表来实现，常见的操作包括压栈（push）、出栈（pop）、获取栈顶元素（top）等。
栈的应用非常广泛，比如在计算机程序中，函数的调用和返回值的存储就是通过栈来实现的。
二、栈的基本操作1. 压栈（push）：将元素压入栈顶2. 出栈（pop）：将栈顶元素弹出3. 获取栈顶元素（top）：返回栈顶元素的值，但不把它从栈中移除4. 判空：判断栈是否为空5. 获取栈的大小：返回栈中元素的个数三、栈的应用1. 括号匹配：利用栈来检查表达式中的括号是否匹配2. 表达式求值：利用栈来实现中缀表达式转换为后缀表达式，并进行求值3. 迷宫求解：利用栈来实现迷宫的路径搜索4. 回溯算法：在深度优先搜索和递归算法中，通常会用到栈来保存状态信息四、队列的定义与特点队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，它的特点是只允许在队尾进行插入操作，在队首进行删除操作。
队列同样可以用数组或链表来实现，常见的操作包括入队（enqueue）、出队（dequeue）、获取队首元素（front）、获取队尾元素（rear）等。
队列在计算机领域也有着广泛的应用，比如线程池、消息队列等都可以用队列来实现。
五、队列的基本操作1. 入队（enqueue）：将元素插入到队列的末尾2. 出队（dequeue）：从队列的头部删除一个元素3. 获取队首元素（front）：返回队列的头部元素的值4. 获取队尾元素（rear）：返回队列的尾部元素的值5. 判空：判断队列是否为空6. 获取队列的大小：返回队列中元素的个数六、队列的应用1. 广度优先搜索算法（BFS）：在图的搜索中，通常会用队列来实现BFS算法2. 线程池：利用队列来实现任务的调度3. 消息队列：在分布式系统中，常常会用队列来进行消息的传递4. 最近最少使用（LRU）缓存算法：利用队列实现LRU缓存淘汰在信息学竞赛中，栈和队列的相关题目经常出现，并且有一定的难度。
栈和队列知识点一、栈的知识点。
1. 定义。
- 栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表。
它按照后进先出（Last In First Out，LIFO）的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶。
例如，有一个栈用来存放盘子，只能从最上面（栈顶）取盘子或者放盘子，最先放进去的盘子在最下面（栈底），最后放进去的盘子在最上面。
2. 基本操作。
- 入栈（Push）- 操作：将元素插入到栈顶。
例如，在一个空栈中，入栈一个元素1，此时栈中只有一个元素1，它既是栈底元素也是栈顶元素；再入栈一个元素2，那么2就成为了栈顶元素，1在栈底。
- 出栈（Pop）- 操作：删除栈顶元素并返回该元素的值。
例如，对于刚才有元素1和2的栈，执行出栈操作后，将返回2，并且栈中只剩下元素1。
- 获取栈顶元素（Top或Peek）- 操作：返回栈顶元素的值，但不删除该元素。
例如，对于有元素1的栈，执行获取栈顶元素操作，将返回1，栈的状态不变。
3. 栈的存储结构。
- 顺序栈。
- 用数组来实现栈。
定义一个数组来存储栈中的元素，同时需要一个变量来指示栈顶元素的位置。
例如，在C语言中，可以定义一个数组`int stack[MAX_SIZE];`和一个变量`top`来表示栈顶位置。
初始时，`top = - 1`，表示栈为空。
当入栈一个元素时，先将`top`加1，然后将元素存入`stack[top]`中；出栈时，先取出`stack[top]`中的元素，然后将`top`减1。
- 链栈。
- 用链表来实现栈。
链栈的节点结构包含数据域和指向下一个节点的指针域。
链栈的栈顶就是链表的表头。
入栈操作就是在表头插入一个新节点，出栈操作就是删除表头节点。
例如，在C++中，可以定义一个结构体`struct StackNode {int data; StackNode *next;};`来表示链栈的节点，然后定义一个指向栈顶节点的指针`StackNode *top`。
c语言栈和队列基础知识
嘿，朋友们！今天咱就来聊聊C 语言里超级重要的栈和队列基础知识。
先来说说栈吧，这就好像是一个只能从一端进出的神奇箱子。
比如说，你叠罗汉，先上去的人得最后下来，这就是栈的特点呀！你想想看，你把东西一个一个地往栈里放，最后放进去的会在最上面，要拿出来的时候也是它先出来，是不是很有趣？就像你把书一本本叠起来，要拿的时候总是最上面那本先到手。
那队列呢，这可不一样啦，它就像是排队买好吃的的队伍。
先来的人先得到服务，先进入队列的先出去。
比如说在银行排队办业务，前面的人办完了就走了，后面的人依次往前挪，这多形象啊！
嘿，你看，栈和队列虽然简单，但是在编程里用处可大了去了！比如说，当你需要按照特定顺序处理数据的时候，栈就派上用场了。
就好比你要按顺序完成一系列任务，先做的任务就放在栈里，一个一个处理。
队列呢，则在很多需要排队处理的场景中不可或缺。
比如网络中的数据包传输，就得按照先来后到的顺序来，这时候队列就发挥作用啦！“哎呀，要是没有栈和队列，那编程得多乱套啊！”
栈和队列的实现也不难哦，在 C 语言里可以用数组或者链表来实现。
这就像你有不同的工具来完成一个任务，各有各的好处。
总之啊，C 语言的栈和队列基础知识真的很重要呢，它们就像是编程世界的小魔法，能让你的代码变得更有条理，更高效。
所以，朋友们，一定要好好掌握它们呀！可别小瞧了它们哟！我的观点就是：栈和队列是 C 语言中非常关键的部分，掌握了它们，你就向编程高手迈进了一大步！。
栈和队列知识点总结
嘿呀！今天咱们来好好总结一下栈和队列这两个重要的知识点！
首先呢，咱们先聊聊栈。
哎呀呀，栈是一种特殊的线性表，它的特点可太鲜明啦！栈的操作原则是“后进先出”，就好像把东西往一个桶里放，最后放进去的得最先拿出来。
比如说，在程序中，函数调用就是典型的栈的应用。
当一个函数被调用时，相关的信息，像参数、返回地址等等，都会被压入栈中。
等函数执行完，再从栈中弹出这些信息。
哇，是不是很神奇？
再看看栈的存储方式，它可以用数组实现，也可以用链表实现。
用数组实现的时候，要注意栈的大小限制，不然可能会出现溢出的问题呢！而用链表实现，虽然灵活度高，但是操作起来相对复杂一些。
然后呢，咱们来说说队列。
队列的特点是“先进先出”，这就像是排队买东西，先来的先服务。
在实际应用中，比如消息队列，就是按照队列的方式来处理消息的。
消息按照发送的先后顺序进行处理，保证了公平和有序。
队列也有不同的实现方式，循环队列是其中比较常见的一种。
循环队列可以有效地利用存储空间，避免了假溢出的情况。
比较一下栈和队列，它们虽然都是线性表，但是操作方式和应用场景大不相同呀！栈更适合处理函数调用、表达式求值这类需要回溯的问题，而队列则在任务调度、排队系统等方面发挥着重要作用。
在算法中，栈和队列也经常被用到。
比如说，深度优先搜索就会用到栈，而广度优先搜索则会用到队列。
总之呀，栈和队列是数据结构中非常基础也非常重要的知识点。
掌握好它们，对于我们理解和设计更复杂的程序和算法，那可是至关重要的呢！希望大家都能把它们学透、用好，为我们的编程之路打下坚实的基础！。
数据结构中的栈和队列有什么区别？
栈和队列的区别
栈和队列是数据结构中常用的两种线性结构，它们具有一些相似的特点，但也存在一些区别。
1. 栈的定义和特点
栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，它类似于一个只能在顶部插入和删除元素的。
栈的主要特点如下：
- 只能在栈顶进行插入和删除操作，栈底不可操作。
- 插入操作称为入栈（push），删除操作称为出栈（pop）。
- 后入栈的元素先出栈，即最后插入的元素最先删除。
栈可以用于实现一些常见的功能，例如函数调用栈、表达式求值、括号匹配等。
2. 队列的定义和特点
队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，它类似于一个有两个开口的管道，元素只能从队尾插入，从队首删除。
队列的主要特点如下：
- 元素只能从队尾插入，从队首删除。
- 插入操作称为入队（enqueue），删除操作称为出队（dequeue）。
- 先入队的元素先出队列，即最早插入的元素最先删除。
队列可以用于实现一些常见的功能，例如任务调度、广度优先搜索等。
3. 栈和队列的主要区别
栈和队列在操作上的主要区别在于插入和删除操作的位置和顺序：
- 栈的插入和删除操作都在栈顶进行，而且插入和删除的顺序相反。
- 队列的插入操作在队尾进行，删除操作在队首进行。
此外，栈和队列还有一些其他的区别点：
- 栈可以在任意时刻插入和删除元素，而队列一般要满足先进先出的顺序。
- 栈可以用于逆序操作，而队列一般用于维护元素的顺序。
综上所述，栈和队列在数据结构中有着不同的特点和功能，选择使用何种结构取决于具体的应用场景和需求。
栈和队列思政小课堂理解栈和队列的定义、区别，存在的意义1、栈的定义（1）栈：栈实际上是一种线性表，它只允许在固定的一段进行插入或者删除元素，在进行数据插入或者删除的一段称之为栈顶，剩下的一端称之为栈顶。
其遵循的原则是后进先出。
（2）栈的核心操作：三大核心操作，入栈，出栈，取栈顶元素（3）对于栈的形象理解：子弹的弹夹我们一定见过，子弹在被压入的时候就相当于是一个个元素，而弹夹就相当于是栈。
先被压入的子弹是最后被打出的，先压入的元素是最后出来的，也就是后进先出。
2、队列的定义（1）队列：首先队列也是一种特殊的线性表，它允许在一端进行插入数据，在另一端进行删除数据的。
队列里边有队首，队尾，队首元素。
其遵循的原则是先进先出。
（2）队列的核心操作：三大核心操作分别是入队列，出队列，取队首元素。
（3）对于队列的形象理解：火车穿越隧道，火车的头相当于是队列的首，火车的尾相当于是队列的尾部。
火车在穿越隧道的时候，头部先进入隧道头部也先出隧道，尾部后进入尾部后出隧道。
队列也就是先入的元素先出队列，后进入的元素后出队列。
3、栈和队列的区别（1）栈和队列的出入方式不同：栈是后进先出、队列是先进先出。
（2）栈和队列在具体实现的时候操作的位置不同：因为栈是后进先出，它在一段进行操作；而队列是先进先出，实现的时候在两端进行。
在Java标准库中实现队列时是按照链表实现的。
4、栈和队列存在的意义上边我们提到过：栈和队列都是一种典型的线性表，都是基于线性表（顺序表和链表）来实现的，那么我们研究栈和队列的目的何在？因为在栈和队列定义后，只有那三种操作，而那三种操作都是最常用的，它支持的操作越少，我们在使用的时候关心的点也就越少，用起来就越不容易出错。
在计算机中“少即是多”，少意味着功能比较少、比较呆板。
多意味着功能很多，用的时候要操的心就越多，就越容易出错。
综上：栈和队列存在的意义就是减少线性表的基本操作，提取常用操作，让人们使用起来更方便，更不容易出错。
栈和队列的区别以及应用解析栈和队列是计算机科学中常见的数据结构，它们在程序设计和算法实现中有着广泛的应用。
虽然栈和队列都是用来存储和操作数据的容器，但它们的特点和应用场景却有所不同。
本文将会讨论栈和队列的区别，并分析它们在实际应用中的具体使用。
一、栈的特点和应用栈是一种先进后出（Last-In-First-Out，LIFO）的数据结构，类似于我们日常生活中的一叠盘子。
栈的主要特点如下：1. 只能在栈的顶部进行插入和删除操作，这个顶部的元素被称为栈顶。
2. 插入操作称为入栈（Push），删除操作称为出栈（Pop）。
3. 栈具有有限的容量，当栈满时继续进行入栈操作会导致溢出。
4.栈的查询操作只能访问最顶部的元素。
由于栈的特点，它经常被用于解决一些需要“先进后出”处理方式的问题。
下面是一些栈的应用场景：1. 函数调用栈：计算机在执行函数时使用栈来保存每个函数的局部变量和返回地址，使得函数调用和返回能够正确执行。
2. 表达式求值：栈可以用来解析并计算数学表达式，比如中缀表达式到后缀表达式的转换，再利用后缀表达式求值。
3. 撤销操作：一些应用程序使用栈来实现撤销操作，当用户进行操作时，相关的状态信息被入栈保存，撤销操作则是从栈顶取出最近的状态信息。
4. 浏览器的前进和后退：浏览器使用栈来实现浏览记录的前进和后退功能，每次访问网页都会将网页的链接入栈。
二、队列的特点和应用队列是一种先进先出（First-In-First-Out，FIFO）的线性数据结构，类似于我们日常生活中的排队。
队列的主要特点如下：1. 只能在队列的一端（队尾）进行插入操作，称为入队（Enqueue）。
2. 只能在队列的另一端（队首）进行删除操作，称为出队（Dequeue）。
3. 队列的查询操作只能访问队首和队尾的元素。
队列常见的应用场景如下：1. 消息队列：在分布式系统中，队列被用于协调各个节点之间的通信。
每个节点将消息放入队列，其他节点从队列中读取消息进行处理。
栈和队列区别及应用场景栈（Stack）和队列（Queue）是两种常见的数据结构，它们在计算机科学领域有广泛的应用。
本文将从定义、特点和基本操作等方面详细介绍栈和队列的区别，并分析它们各自的应用场景。
一、栈的定义及特点：栈是一种线性数据结构，其特点是“先进后出”（Last In First Out，LIFO）。
即在栈中最后一个进入的元素，也是第一个出栈的元素。
栈的基本操作包括入栈和出栈。
入栈（Push）是将一个元素追加到栈的顶部，出栈（Pop）是将栈顶元素移除。
栈的应用场景：1.函数调用：在函数调用时，每遇到一个新的函数调用就将当前的上下文（包括局部变量和返回地址）压入栈中，当函数调用完毕后，再弹出栈顶元素，恢复上一个函数的上下文。
2.表达式求值：栈可以用于进行中缀表达式到后缀表达式的转换，并通过栈来计算后缀表达式的值。
3.递归：递归算法的实现中通常会使用栈来保存递归调用的上下文。
4.撤销操作：在很多应用程序中，比如文本编辑器和图像处理软件中，通过栈来存储用户操作，以便可以撤销之前的操作。
5.浏览器历史记录：浏览器通常使用栈来实现历史记录的功能，每当用户浏览一个新的页面时，就将该页面的URL入栈，当用户点击后退按钮时，再依次出栈。
6.二叉树的遍历：用栈可以实现二叉树的深度优先遍历，具体的实现是使用非递归的方式进行前序、中序、后序遍历。
二、队列的定义及特点：队列也是一种线性数据结构，其特点是“先进先出”（First In First Out，FIFO）。
即在队列中最先进入的元素，也是第一个出队列的元素。
队列的基本操作包括入队和出队。
入队（Enqueue）是将元素放入队列的尾部，出队（Dequeue）是将队列的头部元素移除。
队列的应用场景：1.广度优先搜索：在图论中，广度优先搜索（Breadth First Search，BFS）通常会使用队列来实现，按照层次的顺序进行搜索。
2.缓冲区：队列可以用作缓冲区，在生产者和消费者模型中，生产者将数据放入队列的尾部，消费者从队列的头部取出数据进行处理。
栈和队列的概念和应用栈和队列的概念和应用栈和队列是计算机科学中最基本的数据结构之一，它们可以存储和管理数据，被广泛应用于许多计算机程序和算法中。
栈是一种线性数据结构，可以理解为是一种容器，它具有后进先出（LIFO）的特性。
栈的结构类似于一个装东西的箱子，新加入的元素会放在顶端，取元素时也只能从顶端取出。
队列也是一种线性数据结构，与栈不同的是它具有先进先出（FIFO）的特性。
队列仍可以理解为是一种容器，新加入的元素会放在队尾，取元素时则只能从队头取出。
这两种基本数据结构在实际编程应用中都有着广泛的用途，下面我们来详细介绍一下它们的应用。
栈的应用1.表达式求值在编写计算器程序时，需要对输入的数学表达式进行求值。
这时候就可以使用栈来处理表达式的运算优先级，从而实现正确的求值结果。
2.括号匹配在编写代码时，经常需要使用括号进行分组，如if(x > 0) { ... }。
为了保证代码的正确性，需要保证每个左括号都有一个对应的右括号。
这时候就可以使用栈来检查括号是否匹配。
3.函数调用在面向过程的编程语言中，函数调用通常也是通过栈实现的。
每当一个新的函数被调用时，就会压入一个新的栈帧，函数执行完毕后再将栈帧弹出。
4.回溯算法回溯算法是一种求解问题的经典算法，在实现过程中也常常使用到栈。
回溯算法会将每一个搜索步骤都保存在栈中，当搜索到目标状态时，就可以依次弹出这个栈，从而得到一条完整的解路径。
队列的应用1.任务调度现代操作系统中，通常会有多个进程在同时运行。
为了确保每个进程都可以得到相同的处理机时间，需要进行任务调度。
这时候就可以使用队列来管理进程，每当一个进程需要执行时，就从队头取出，并在执行完毕后重新加入队列。
2.消息传递在网络应用中，消息传递也常常使用队列实现。
每当有新的消息到达时，就加入到队尾，而接收方则从队头获取消息。
3.广度优先搜索广度优先搜索是一种常用的图搜索算法，在实现过程中也常常使用到队列。
