栈和队列是什么样的线性表?
栈(Stack)和队列(Queue)都是运算受限的线性表。
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栈:栈是一种特殊的线性表,只允许在一端(通常称为“顶端”)进行插入和删除操作。栈遵循后进先出(LIFO,Last In First Out)的原则,最后插入的元素将会首先被取出。
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队列:队列也是一种特殊的线性表,它允许在一端(通常称为“尾端”)进行插入操作,在另一端(通常称为“头端”)进行删除操作。队列遵循先进先出(FIFO,First In First Out)的原则,最先插入的元素将会首先被取出。
指出顺序线性表、顺序栈、顺序队列的联系和区别。
栈和队列都是线性表,都是限制了插入删除点的线性表(或者说是控制了访问点的线性表)
区别:栈只允许在一端进行插入或删除操作的线性表,其最大的特点是“先进后出”;队列是只允许在一端进行插入,另一端进行删除操作的线性表,其最大的特点是“先进先出”;一般的线性表允许在表中任意位置进行插入或删除操作。
联系(共同点):n个(同类)数据元素的有限序列称为线性表。线性表的特点是数据元素之间存在“一对一”的关系,栈和队列都是操作受限制的线性表,他们和线性表一样,数据元素之间都存在“一对一”的关系。栈和队列都是只能在线性表的端点插入和删除。
举出几个栈和队列的实例及用栈和队列所能解决的问题。
栈的应用实例:
- 数制转换
- 括号匹配的检验
- 行编辑程序
- 迷宫求解
- 表达式求值
- 深度优先搜索(DFS)
队列的应用实例:
- 打印二项展开式 ( a + b ) i (a + b)^i (a+b)i 的系数
- 操作系统的任务调度
- 宽度优先搜索(BFS)
指出通常解决"队列"、"栈"的"溢出"时所能用到的方法。
"溢出"是指当试图向已满的栈或队列中添加元素时发生的情况。
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溢出检查和错误处理:在尝试添加元素之前,先检查栈或队列是否已满。如果已满,就不执行添加操作,并给出错误信息或抛出异常。这种方法的优点是简单易实现,缺点是需要额外的检查操作,可能会降低程序的性能。
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重新分配空间:当栈或队列满时,可以创建一个更大的数组,然后将原数组的元素复制到新数组中。这种方法的缺点是需要额外的内存和时间来创建和复制数组。
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链式存储:使用链表而不是数组来实现栈或队列。这样,当需要添加元素时,只需创建一个新的链表节点即可,不会出现溢出的问题。但这种方法的缺点是需要更多的内存来存储链表节点的额外信息(如指针)。
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循环队列:对于队列,还可以使用一种称为"循环队列"的数据结构。在循环队列中,当队尾指针到达数组的末尾时,会跳回到数组的开始。这样,只要队列中还有空位,就可以继续添加元素,不会出现溢出的问题。