第三章_栈和队列案例
- 格式:ppt
- 大小:886.50 KB
- 文档页数:23
栈和队列应用案例栈和队列是计算机科学中常用的数据结构,它们具有各自独特的特性和应用场景。
栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,而队列则是一种先进先出(FIFO)的数据结构。
本文将介绍栈和队列的应用案例,并分析它们在实际问题中的使用。
一、栈的应用案例1. 后退和前进功能在浏览器中,我们经常使用后退和前进按钮来切换网页。
这种功能可以通过一个栈来实现。
每当我们访问一个新的网页时,将当前的网页URL压入栈中。
当我们点击后退按钮时,可以从栈中弹出上一个URL,实现后退功能。
当我们点击前进按钮时,可以从另一个栈中弹出下一个URL,实现前进功能。
2. 括号匹配在编程语言中,括号匹配是一种常见的问题。
我们可以使用栈来解决括号匹配的问题。
遍历字符串,当遇到左括号时,将其压入栈中;当遇到右括号时,从栈中弹出一个元素,并判断是否与当前右括号匹配。
如果栈为空或出现不匹配的情况,则说明括号不匹配。
3. 逆波兰表达式逆波兰表达式是一种将运算符号放在操作数之后的数学表达式表示方式。
使用栈可以轻松计算逆波兰表达式。
遍历逆波兰表达式,当遇到数字时,将其压入栈中;当遇到运算符时,从栈中弹出两个数字进行计算,并将结果压入栈中。
最终,栈中剩下的数字即为逆波兰表达式的计算结果。
二、队列的应用案例1. 银行排队在银行办理业务时,通常需要排队等待。
这可以通过队列来实现。
当顾客到达银行时,将其加入队列的末尾。
当柜台有空余时,从队列的头部取出一个顾客进行业务办理。
这种方式可以保证先来的顾客先办理业务,实现公平的排队系统。
2. 多线程任务调度在多线程编程中,任务调度是一个重要的问题。
队列可以用于实现任务的调度和执行。
将需要执行的任务加入队列中,每个线程从队列中取出一个任务进行处理。
这种方式可以充分利用系统资源,实现高效的任务并行处理。
3. 数据缓存队列还可用于数据缓存。
当有大量数据需要处理时,可以将数据加入队列中,然后由单独的线程从队列中取出数据进行处理。
第一节栈
一、栈的定义及其运算
1、栈的定义
栈(Stack):是限定在表的一端进行插入和删除运算的线性表,通常将插入、删除的一端称为栈项(top),另一端称为栈底(bottom)。
不含元素的空表称为空栈。
栈的修改是按后进先出的原则进行的,因此,栈又称为后进先出(Last In First Out)的线性表,简称为LIFO表。
真题选解
(例题·填空题)1、如图所示,设输入元素的顺序是(A,B,C,D),通过栈的变换,在输出端可得到各种排列。
若输出序列的第一个元素为D,则输出序列为。
隐藏答案
【答案】DCBA
【解析】根据堆栈"先进后出"的原则,若输出序列的第一个元素为D,则ABCD入栈,输出序列为DCBA
2、栈的基本运算
(1)置空栈InitStack(&S):构造一个空栈S。
生活中栈和队列的例子
1. 你看那排队买奶茶的队伍,这不就是一个典型的队列嘛!大家都按照先来后到的顺序排队,依次购买,多有秩序呀!就像我们遵守规则依次前进一样。
2. 想想学校食堂打饭的时候,餐盘不就像在栈里一样嘛,一个个叠放在那里,先放进去的最后才拿出来,这多形象呀!
3. 周末去超市购物,大家把购物车推来推去,就好像栈里的元素进进出出,不是很有意思吗?
4. 去火车站坐车,大家检票进站不也是排队依次进入嘛,这不就是队列在生活中的体现嘛?哎呀!
5. 家里的碗柜,碗一个个叠起来,拿的时候也是从上面开始拿,这和栈简直一模一样呀,你说神奇不神奇?
6. 图书馆里的书架,书按照一定的顺序摆放,这不就像队列一样整整齐齐的嘛,找起来也方便呀!
7. 上班等电梯的时候,大家不也是排队嘛,先进去的人先上楼,这就是队列呀,难道不是吗?
8. 高速公路上的车辆排队通过收费站,这也是一种队列呀,大家依次缴费通过,多么有秩序呀!
我的观点结论就是:生活中到处都有栈和队列的影子呀,它们让我们的生活更加有序、高效呢!。
栈和队列的应用实例一、栈的应用实例1.计算器程序计算器程序是栈的一个经典应用,它可以通过将表达式转换成后缀表达式,再利用栈进行运算得出结果。
具体实现过程如下:(1)将中缀表达式转换为后缀表达式。
(2)利用栈进行后缀表达式的运算。
2.浏览器前进后退功能浏览器前进后退功能也是栈的一个应用。
当用户点击浏览器的前进或后退按钮时,浏览器会将当前页面的URL压入一个栈中。
当用户点击前进或后退按钮时,浏览器会从栈中弹出上一个或下一个URL并加载。
3.括号匹配问题括号匹配问题也是栈的一个常见应用。
当我们需要判断一段代码中括号是否匹配时,可以使用栈来实现。
遍历代码中每个字符,如果是左括号,则将其压入栈中;如果是右括号,则从栈顶弹出一个左括号进行匹配。
如果最终栈为空,则说明所有括号都匹配成功。
二、队列的应用实例1.打印队列打印队列是队列的一个典型应用。
在打印机资源有限且多人共享的情况下,打印队列可以帮助我们管理打印任务的顺序。
每当有一个新的打印任务到达时,就将其加入队列中。
当打印机空闲时,从队列中取出第一个任务进行打印,直到队列为空。
2.消息队列消息队列也是队列的一个重要应用。
在分布式系统中,不同节点之间需要传递消息进行通信。
为了保证消息传递的可靠性和顺序性,可以使用消息队列来实现。
每当一个节点发送一条消息时,就将其加入到消息队列中。
接收方从消息队列中取出最早的一条消息进行处理。
3.广度优先搜索广度优先搜索也是队列的一个常见应用。
在图论和网络分析中,广度优先搜索可以帮助我们寻找最短路径和连通性等问题。
具体实现过程如下:(1)将起点加入到队列中。
(2)从队首取出一个节点,并将与其相邻且未访问过的节点加入到队尾。
(3)重复步骤(2),直到找到终点或者遍历完所有节点。
以上是栈和队列的一些应用实例,在实际编程过程中需要根据具体情况选择合适的数据结构来解决问题。