十天学完基础数据结构-第五天（栈（Stack）和队列（Queue））

news2024/12/24 18:50:39

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栈的定义和特点

栈是一种线性数据结构，它遵循后进先出（LIFO）原则。栈具有以下基本概念和特点：

栈顶：栈的顶部元素，是唯一可访问的元素。
入栈：将元素添加到栈顶。
出栈：从栈顶移除元素。

栈常常用于跟踪函数调用、表达式求值等场景。

队列的定义和特点

队列是一种线性数据结构，它遵循先进先出（FIFO）原则。队列具有以下基本概念和特点：

队列前端：队列的第一个元素，是唯一可访问的元素。
队尾：队列的最后一个元素，用于添加新元素。
入队：将元素添加到队尾。
出队：从队列前端移除元素。

队列常常用于任务调度、缓冲数据等场景。

栈和队列的常见操作

栈和队列支持以下常见操作：

栈：

入栈：将元素添加到栈顶。
出栈：从栈顶移除元素。
获取栈顶元素：查看但不移除栈顶元素。

队列：

入队：将元素添加到队尾。
出队：从队列前端移除元素。
获取队列前端元素：查看但不移除队列前端元素。

下面是一个简单的C++示例，使用栈和队列：

#include <iostream>
#include <stack>
#include <queue>

int main() {
    // 使用栈
    std::stack<int> myStack;
    
    // 入栈
    myStack.push(1);
    myStack.push(2);
    
    // 出栈
    int topElement = myStack.top();
    myStack.pop();

    // 使用队列
    std::queue<int> myQueue;
    
    // 入队
    myQueue.push(1);
    myQueue.push(2);
    
    // 出队
    int frontElement = myQueue.front();
    myQueue.pop();

    return 0;
}

练习题：

栈和队列的主要区别是什么？给出一个现实生活中的例子，说明何时使用栈和何时使用队列。
在栈中，最后一个入栈的元素是什么？在队列中，最后一个入队的元素是什么？
描述一种情况，其中栈可以用于解决问题。
描述一种情况，其中队列可以用于解决问题。

栈和队列的主要区别是什么？给出一个现实生活中的例子，说明何时使用栈和何时使用队列。

主要区别：主要区别在于数据的访问顺序。栈遵循后进先出（LIFO）原则，最后进入的元素最先被访问。队列遵循先进先出（FIFO）原则，最早进入的元素最先被访问。
示例：考虑以下示例，你在超市排队结账。队列的应用是很明显的，因为先来的顾客应该先结账，即最早进入队列的人最先付款。现实生活中的这种情况适合使用队列。

在栈中，最后一个入栈的元素是什么？在队列中，最后一个入队的元素是什么？