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栈与队列的数据结构实现及应用源码.zip

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简介:
本资源包含栈和队列两种数据结构的C++实现代码及其典型应用场景示例,适合学习数据结构原理和算法实践。 某单位停车场共有10个车位,是一个一端封闭的狭长通道,车辆只能由左向右依次停放,最右端有一个大门供车辆出入。当车位未满时,车辆可以进入并停在最后一辆车后面;若车位已满,则需在外排队等待,最多允许5辆汽车排队等候。停车场内有车离开时,后续的停车车辆需要退出让路,并按原次序重新停放;此时门外第一辆车可驶入停车场,其余排队中的车辆向前移动一个位置。 每辆车都应记录其编号、车牌号以及在停车场或等待队列的位置信息。程序设计中需使用栈来模拟停车场的操作流程,用队列表示正在外等候的汽车序列。具体实现功能包括:车辆进入和离开停车场操作、通过车牌号码查询指定车辆所在的具体位置等,并展示当前所有停放及排队中的车辆详细情况。

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    本资源包含栈和队列两种数据结构的C++实现代码及其典型应用场景示例,适合学习数据结构原理和算法实践。 某单位停车场共有10个车位,是一个一端封闭的狭长通道,车辆只能由左向右依次停放,最右端有一个大门供车辆出入。当车位未满时,车辆可以进入并停在最后一辆车后面;若车位已满,则需在外排队等待,最多允许5辆汽车排队等候。停车场内有车离开时,后续的停车车辆需要退出让路,并按原次序重新停放;此时门外第一辆车可驶入停车场,其余排队中的车辆向前移动一个位置。 每辆车都应记录其编号、车牌号以及在停车场或等待队列的位置信息。程序设计中需使用栈来模拟停车场的操作流程,用队列表示正在外等候的汽车序列。具体实现功能包括:车辆进入和离开停车场操作、通过车牌号码查询指定车辆所在的具体位置等,并展示当前所有停放及排队中的车辆详细情况。
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    本实验通过实现堆栈和队列的基本操作及应用场景,帮助学生理解并掌握线性数据结构的特点及其在实际问题中的应用。 实验五:堆栈和队列的应用 一、实验目的: 掌握堆栈和队列的使用。 二、实验内容: 1. 计算数学表达式的值。 输入一个由单个数字和运算符“+”、“-”、“*”、“/”以及括号“( )”构成的合法数学表达式,输出该表达式的计算结果。例如:2 + 3 * (4 + 5) – 6 / 4。 2. 设计程序解决迷宫问题。 使用一个m*n大小的矩阵来表示迷宫,其中0和1分别代表通路与障碍物。编写程序以求解任意给定迷宫中从入口到出口的一条路径(若存在)或确定没有可行路线的情况。该程序应能根据包含0、1元素的数据文件建立相应的迷宫模型,并展示出通过的坐标序列作为解决方案,理想情况下可以使用图形界面进行直观显示。
  • 教程1.zip
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    本资料为《堆栈与队列数据结构教程》,内含详细讲解和示例代码,帮助初学者掌握这两种重要的线性数据结构及其应用。 数据结构是计算机科学中的核心概念之一,它涉及到如何有效地组织和管理数据以实现高效存储、检索及处理的目的。在这份教程里,我们将深入探讨两种基础且重要的数据结构——堆栈(Stack)与队列(Queue),它们在算法设计、操作系统、编译原理以及数据库管理等领域有着广泛的应用。 ### 堆栈(Stack) 堆栈是一种遵循后进先出原则的数据结构,即最后放入的元素最先被移除。可以想象成生活中叠放盘子的情形:最上面的那个会第一个被取下。在编程中,这种数据结构常用于实现递归调用、表达式求值和函数调用记录等功能。 **基本操作包括:** 1. **压栈(Push)**: 将元素添加到堆栈顶部。 2. **弹栈(Pop)**: 移除并返回堆栈顶部的元素。 3. **查看顶部元素(Peek或Top)**: 在不移除的情况下查看最上层的元素。 4. **检查是否为空(IsEmpty)**: 判断当前堆栈是否有任何元素。 ### 队列(Queue) 队列是一种遵循先进先出原则的数据结构,即最先加入的元素会首先被处理。这种特性类似于银行排队系统:最早到达的人优先服务。在多任务调度、内存管理及网络数据包处理等场景中,队列发挥着重要作用。 **基本操作包括:** 1. **入队(Enqueue)**: 在队尾添加新的元素。 2. **出队(Dequeue)**: 移除并返回队首的元素。 3. **查看头部元素(Front或Head)**: 不移除的情况下查看最前面的元素。 4. **查看尾部元素(Rear或Tail)**: 同样不移除,而是检查最后面的那个元素。 5. **判断是否为空(IsEmpty)**: 判断当前队列是否有任何未处理的任务。 ### 堆栈和队列的实现 堆栈与队列可以通过数组、链表或者双端队列来构建。使用数组虽然简单直接,但可能会遇到容量限制的问题;而采用链表则可以提供更好的动态扩展性,尽管访问速度稍慢一些;至于双端队列,则可以在两端高效地进行插入和删除操作,非常适合用来实现高效的堆栈与队列。 ### 应用场景 - **递归**: 每次函数调用都会在当前的堆栈中创建一个新的记录,并且直到满足基线条件才会逐层返回。 - **表达式求值**: 利用逆波兰表示法,通过使用堆栈来计算数学表达式的值。 - **网页浏览历史**: 浏览器中的“后退”功能就是利用了堆栈的特性来保存用户访问过的页面记录。 - **打印任务管理**: 打印机的任务队列会根据任务到达的时间顺序进行处理。 - **操作系统调度**: 在多任务环境里,进程和线程通常通过维护一个等待执行的任务列表(即队列)来进行有效调度。 通过对堆栈与队列的学习理解,你将能够更好地设计并实现高效的算法来解决实际问题。在后续的课程内容中,还将有机会深入实践这些基础数据结构的应用技巧。
  • C++验:共享、链、循环和链
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    本课程通过C++语言实践,教授如何设计并实现共享栈、链栈及循环队列与链队列等经典数据结构,强化编程技能。 根据栈和队列的抽象数据类型定义,按要求实现以下内容: 1. 实现一个共享栈。 2. 实现一个链栈。 3. 实现一个循环队列。 4. 实现一个链队列。
  • C程序中
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    本文章详细介绍了C语言编程中常用的两种数据结构——栈和队列。通过实例解析了它们的工作原理及其在实际应用中的优势。适合初学者入门学习。 某商场有一个100个车位的停车场。当车位未满时,等待的车辆可以进入并计时;如果车位已满,则必须有车辆离开后,等待的车辆才能进入。每当车辆离开时,会计算其停留时间,并按照每小时1元的标准收费。 汽车进出的信息格式为“进入/离开、车牌号、具体的时间”。系统需要能够随时显示停车场内的当前车辆信息以及详细的收费历史记录。
  • 验_在迷宫问题中(附代报告)
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    本实验通过实现栈和队列的数据结构解决迷宫路径问题,并提供完整的代码示例和详细的实验报告。 一. 实验题目:栈和队列的应用 二. 实验内容:迷宫问题 三.实验目的:掌握栈和队列的概念及工作原理,并运用这些知识完成实验题中的任务。 四.实验要求:为了帮助学生更好地理解和掌握课堂上老师讲解的内容,每位同学在实验前需认真预习所要进行的实验项目并编写源程序伪码(可以手写或存入电脑),以便能够在实验课中顺利完成老师的布置任务。 五.概要设计原理:采用穷举求解的方法,即从入口处开始,在某一方向上向前探索;如果能够继续前行,则持续前进;否则沿原路退回,并尝试另一个方向进行探索,直到所有可能的路径都被彻底考察完毕为止。
  • 顺序链式
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    本文探讨了顺序队列和链式队列的数据结构原理及其在计算机科学中的实际应用,分析两者优缺点,并给出适用场景。 数据结构是计算机科学中的核心概念之一,它涉及如何高效地存储和组织数据以支持各种操作。本段落将深入探讨两种常见的队列类型:顺序队列(数组队列)与链式队列,并讨论它们在实际应用中扮演的角色。 顺序队列为基于一维数组实现的数据结构,具有“先进先出”(FIFO, First In First Out)的特性,即最先插入的元素会最先被移除。此类数据结构的主要操作包括入队和出队:前者是在队尾添加新元素;后者则是从队头删除一个已存在的元素。由于数组容量固定,在处理满或空的情况时需要特殊手段如动态扩容或者判断是否为空。 相比之下,链式队列由一系列节点构成,每个节点包含数据部分及指向下一个节点的指针。与顺序队列相比,它在插入和删除操作上更加灵活且不受限于固定的数组大小;入队出队仅需调整链接关系即可完成相关动作而无需实际移动元素。因此,在处理大量频繁变动的数据时链式队列通常具有更高的效率。 这两种数据结构广泛应用于各种场景中:如操作系统中的进程调度、打印任务管理及网络包处理等都可能用到它们;循环队列为顺序队列的一种优化形式,通过设置虚拟边界来避免满或空的状态出现从而提高空间利用率和操作性能。在并发编程环境中,使用循环队列结合多线程技术可以确保按序执行任务的同时提升整体效率。 软件开发领域中也经常利用队列机制进行任务调度:例如将需要顺序处理的任务放入队列由单个或者多个工作线程依次取出并完成执行过程;这有助于避免资源竞争问题保证程序的稳定运行和正确性表现。 总之,掌握数据结构中的顺序与链式队列表现形式及其操作方法对于提高算法设计水平及优化软件性能具有重要意义。根据具体的应用场景灵活选择合适的数据结构是实现高效编程的关键所在。
  • 上溢下溢——
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    本文探讨了数据结构中栈和队列的概念,并重点分析了栈操作过程中可能出现的上溢与下溢现象及其解决方法。 3.1.2 栈上溢和下溢 上溢:当栈满时进行进栈操作必定会导致空间溢出,简称“上溢”。这是一种错误状态,应尽量避免。 下溢:当栈为空时执行退栈操作也会产生溢出现象,简称“下溢”。然而,这种现象可能是正常的流程控制部分。因为在一个程序的运行过程中,栈的状态可能会从空开始或结束于空,在此情况下使用“下溢”作为条件进行状态转移是合理的。