数据结构与算法3---栈与队

news2024/10/23 4:54:41

一、栈

1、顺序栈

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>   //开辟空间

#define MAXSIZE 50

//顺序栈的基本算法
typedef struct {
	int stack[MAXSIZE];
	int top;
}SqStack;

//初始化
void InitStack(SqStack* S) {
	S->top = -1;
}

//判断栈是否为空
int StackEmpty(SqStack S) {
	if (S.top == -1) {
		return 1;
	}
	return 0;
}

//进栈
void StackPush(SqStack* S,int x) {
	if (S->top == MAXSIZE - 1) {
		printf("此时栈满");
	}
	else {
		if (S->top == -1) {
			S->top += 1;
			S->stack[S->top] = x;

		}
		else {
			S->stack[++S->top] = x;
		}
		
		//printf("入栈成功");
	}
}

//出栈
int StackPop(SqStack* S) {
	if (S->top == -1) {
		printf("此时为空栈，无法继续出栈");
		return - 1;
	}
	else {
		int x = S->stack[S->top];
		S->top--;
		return x;
	}
}

//取栈顶元素
int GetStackTop(SqStack* S) {
	if (S->top == -1) {
		return -1;
	}
	int x = S->stack[S->top];
	return x;
}

void StackPrint(SqStack* S) {
	int num = S->top;
	while (num != -1) {
		printf("%d ", S->stack[num]);
		num--;
	}
}

int main() {
	SqStack* S = (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));
	InitStack(S);
	int a;
	scanf("%d", &a);
	while (a != 0) {
		StackPush(S, a);
		scanf("%d", &a);
	}
	StackPrint(S);
	a = StackPop(S);
	printf("%d",a);
	StackPrint(S);
	return 0;
}

2、链栈

        通过单链表实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>   //开辟空间

#define MAXSIZE 50

//链栈
typedef struct StackNode {
	int data;
	struct StackNode* next;
}StackNode,*LinkStack;

//初始化
void InitStack(LinkStack S) {
	S->next = NULL;
	S->data = 0;
}

//判断链栈是否为空
int EmptyStack(LinkStack S) {
	if (S->data == 0)
		return 1;
	return 0;
}

//进栈
void StackPush(LinkStack S, int x) {
	LinkStack p = (LinkStack)malloc(sizeof(StackNode));
	p->data = x;
	p->next = S->next;
	S->next = p;
	S->data++;
}

//出栈
int StackPop(LinkStack S) {
	LinkStack p = S->next;
	if (p == NULL)
		return -1;
	S->next = p->next;
	int a = p->data;
	free(p);
	S->data--;
	return a;
}

//打印
void StackPrint(LinkStack S) {
	LinkStack p = S->next;
	while (p) {
		printf("%d ", p->data);
		p = p->next;
	}
}

int main() {
	LinkStack S = (LinkStack)malloc(sizeof(StackNode));
	InitStack(S);
	StackPush(S, 1);
	StackPush(S, 2);
	StackPush(S, 3);
	StackPrint(S);
	int x = StackPop(S);
	printf("%d", x);
	StackPrint(S);
	return 0;
}

3.卡特兰数

C_{_{n}} = C_{2n}^{n} - C_{2n}^{n-1}

1. 出栈次序

一个栈(无穷大)的进栈序列为1，2，3，…，n，有多少个不同的出栈序列?


 C_{2n}^{n}下面这个2n是什么意思？

假如有4个数。那每个数有两个情况一个进栈和出栈两种状态。那就一共有8种状态

如果有n个数就有2n种状态。


C_{2n}^{n}上面那个n是什么意思？

栈进栈再出栈。假如将进栈标记为1。将出栈标记为-1。出栈和进栈是要平衡的和要为0所以代表n个数里面有几种进栈的状态4个数的话就会有4种进栈的状态。

这里我们记：进栈--- +1        出栈--- -1

有以下结论：

  1. 合法序列必定总和为0，即num(-1)=num(+1)
  2. 总和为0的序列不一定合法

有 合法 = C_{2n}^{n} - 非法

        3.“前缀”:包含首个元素往后数

        4.合法序列的特点：对于所有前缀，每一个前缀的和都>=0，且num(-1)=num(+1)

比如： n=3

不合法的：+1，-1，-1，+1，-1，+1

合法的： +1，-1，+1，+1，+1，-1，-1

对于第一个：将第一个“和小于0”的前缀取反，得到一个新序列

-1，+1，+1，+1，-1，+1此时就有4个+1，2个-1

对应n个的话就是将第一个“和小于零”的前缀取反，就得到新序列，且有n+1个+1，n-1个-1

所以A和B是一一对应的

4、表达式求值

【问题描述】栈的应用，给定一个以“#”作为结束符的算式，求出算式的结果

【输入形式】以“#”结尾的表达式，运算数为正整数。每个表达式占一行。

【输出形式】输出表达式运算的结果。

【样例输入1】4+2.53*3-10/5#

【样例输出1】9.59

【样例输入2】3*(7.91-2)#

【样例输出2】17.73

【样例输入3】2.4*3.6/2#

【样例输出3】4.32

【注意】要处理表达式中带小数的数据，不能仅采用getchar去接收数据，请注意查阅资料，看看如何处理。

另外，输出数据请保留2位小数。

#include <stdio.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define Size 50

typedef struct {
	float elem[Size];
	int top;
}SeqStack;


void Init(SeqStack* S) {
	S->top = -1;
}

int Empty(SeqStack* S) {
	return(S->top == -1 ? TRUE : FALSE);
}

int Full(SeqStack* S) {
	return(S->top == Size - 1 ? TRUE : FALSE);
}


int Push(SeqStack* S, float x) {
	if (S->top == Size - 1) {
		return FALSE;
	}
	S->top++;
	S->elem[S->top] = x;
	return TRUE;
}

int Pop(SeqStack* S, float* x) {
	if (S->top == -1) {
		return FALSE;
	}
	else {
		*x = S->elem[S->top];
		S->top--;
		return TRUE;
	}

}

int Get(SeqStack* S, float* x) {
	if (S->top == -1) {
		return FALSE;
	}
	else {
		*x = S->elem[S->top];
		return TRUE;
	}
}

typedef struct {
	char elem[Size];
	int top;
}StrStack;


void StrInit(StrStack* s) {
	s->top = -1;
}


int StrEmpty(StrStack* s) {
	return(s->top == -1 ? TRUE : FALSE);
}

int StrFull(SeqStack* s) {
	return(s->top == Size - 1 ? TRUE : FALSE);
}


int StrPush(StrStack* s, char x) {
	if (s->top == Size - 1) {
		return FALSE;
	}
	s->top++;
	s->elem[s->top] = x;
	return TRUE;
}

int StrPop(StrStack* s, char* x) {
	if (s->top == -1) {
		return FALSE;
	}
	else {
		*x = s->elem[s->top];
		s->top--;
		return TRUE;
	}

}

int StrGet(StrStack* s, char* x) {
	if (s->top == -1) {
		return FALSE;
	}
	else {
		*x = s->elem[s->top];
		return TRUE;
	}
}

int match(char ch, char str) {
	if (ch == '(' && str == ')') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == '[' && str == ']') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == '{' && str == '}') {
		return TRUE;
	}
	else return FALSE;
}

int In(char ch) {
	if (ch == '+') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == '-') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == '*') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == '/') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == '(') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == ')') {
		return TRUE;
	}
	else if (ch == '#') {
		return TRUE;
	}
	else return FALSE;
}


char Comper(char x, char ch) {
	switch (x)
	{
	case'+':
		if (ch == '+' || ch == '-' || ch == ')' || ch == '#')
			return '>';
		else if (ch == '*' || ch == '/' || ch == '(')
			return '<';
		break;
	case'-':
		if (ch == '+' || ch == '-' || ch == ')' || ch == '#')
			return '>';
		else if (ch == '*' || ch == '/' || ch == '(')
			return '<';
		break;

	case'*':
		if (ch == '(') {
			return '<';
		}
		else {
			return '>';
		}
		break;
	case'/':
		if (ch == '(') {
			return '<';
		}
		else {
			return '>';
		}
		break;
	case'(':
		if (ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '(')
			return '<';
		else if (ch == ')')
			return '=';
		else if (ch == '#')
			return '0';
		break;
	case')':
		if (ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == ')' || ch == '#')
			return '>';
		else if (ch == '(')
			return '0';
		break;
	case'#':
		if (ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '(')
			return '<';
		else if (ch == '#')
			return '=';
		else if (ch == ')')
			return '0';
		break;
	default:
		return '0';
		break;
	}
}
/*
char Operator(char a, char b) {
	int i = 0, j = 0;
	char pre[7][7] = {
		{'>','>','<','<','<','>','>'},
		{'>','>','<','<','<','>','>'},
		{'>','>','>','>','<','>','>'},
		{'>','>','>','>','<','>','>'},
		{'<','<','<','<','<','=','0'},
		{'>','>','>','>','0','>','>'},
		{'<','<','<','<','<','0','='},
	};
	switch (a) {
	case'+':i = 0; break;
	case'-':i = 1; break;
	case'*':i = 2; break;
	case'/':i = 3; break;
	case'(':i = 4; break;
	case')':i = 5; break;
	case'#':i = 6; break;
	}
	switch (b) {
	case'+':j = 0; break;
	case'-':j = 1; break;
	case'*':j = 2; break;
	case'/':j = 3; break;
	case'(':j = 4; break;
	case')':j = 5; break;
	case'#':j = 6; break;
	}
	return pre[i][j];
}
*/

float Execute(float a, char op, float b) {
	switch (op) {
	case'+':
		return (a + b);
		break;
	case'-':
		return (a - b);
		break;
	case'*':
		return (a * b);
		break;
	case'/':
		if (b != 0)
			return (a / b);
		else
			return 0;
		break;
	}
}

char ch;
float Evaluation() {
	char x, y;
	char op;
	float a, b, v;

	SeqStack data;
	StrStack sign;
	Init(&data);
	StrInit(&sign);
	StrPush(&sign, '#');	//提前压一个符号进栈

	//printf("biaodashi:\n");
	ch = getchar();
	StrGet(&sign, &y);

	while (ch != '#' || y != '#') {
		if (!In(ch)) {
			int temp;
			int i = 1;
			float temp2, a[10] = { 0,0.1,0.01,0.001,0.0001,0.00001 };
			temp = ch - '0'; //转换为数字
			ch = getchar();
			while (!In(ch) && ch != '.') {
				temp = temp * 10 + ch - '0';
				ch = getchar();
			}
			temp2 = temp;
			if (ch == '.') {
				ch = getchar();
				for (i = 1; !In(ch); i++) {
					temp2 += (ch - '0') * a[i];
					ch = getchar();
				}
			}
			Push(&data, temp2);
		}
		else {
			switch (Comper(y, ch)) {
			case'<':
				StrPush(&sign, ch);
				ch = getchar();
				break;
			case'=':
				StrPop(&sign, &x);
				ch = getchar();
				break;
			case'>':
				StrPop(&sign, &op);
				Pop(&data, &b);
				Pop(&data, &a);
				v = Execute(a, op, b);
				Push(&data, v);
				break;
			}
		}
		StrGet(&sign, &y);
	}
	Get(&data, &v);
	return(v);
}

int main() {
	float result;
	result = Evaluation();
	printf("\n%.2f", result);
	return 0;
}

二、队列

1、链队列

先进先出

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
	int data;
	struct Node* next;
}Node;

Node* initQueue() {
	Node* Q = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	Q->data = 0;
	Q->next = NULL;
	return Q;
}

void inQueue(Node* Q, int data) {
	Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	Node* q = Q;
	node->data = data;
	for (int i = 0; i < Q->data; i++) {
		q = q->next;
	}
	node->next = q->next;
	q->next = node;
	Q->data++;
}
int isEmpty(Node* Q) {
	if (Q->data == 0 || Q->next == NULL)
		return 1;
	return 0;
}

int delQueue(Node* Q) {
	if (isEmpty(Q))
		return -1;
	Node* node = Q->next;
	int data = node->data;
	Q->next = node->next;
	free(node);
	Q->data--;
	return data;
}


void printQueue(Node* Q) {
	Node* node = Q->next;
	while(node) {
		printf("%d ", node->data);
		node = node->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

int main() {
	Node* Q = initQueue();
	inQueue(Q,1);
	inQueue(Q, 2);
	inQueue(Q, 3);
	inQueue(Q, 4);
	printQueue(Q);
	int x = delQueue(Q);
	printQueue(Q);
	printf("%d", x);
	return 0;
}

2、循环队列

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAXSIZE 5
//只能放4个数据，牺牲了一个空间去更好判断是否满队

typedef struct Queue {
	int front;
	int rear;
	int data[MAXSIZE];
}Queue;

Queue* initQueue() {
	Queue* Q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
	Q->front = Q->rear = 0;
	return Q;
}

int isFull(Queue* Q) {
	if ((Q->rear + 1) % MAXSIZE == Q->front) {
		return 1;
	}
	return 0;
}

int isEmpty(Queue* Q) {
	if (Q->front == Q->rear)
		return 1;
	return 0;
}

int inQueue(Queue* Q,int data) {
	if (isFull(Q)) {
		return 0;
	}
	else {
		Q->data[Q->rear] = data;
		Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXSIZE;
		return 1;
	}
}

int delQueue(Queue* Q) {
	if (isEmpty(Q))
		return -1;
	int data = Q->data[Q->front];
	Q->front = (Q->front + 1) % MAXSIZE;
	return data;
}

void printQueue(Queue* Q) {
	int length = (Q->rear - Q->front + MAXSIZE) % MAXSIZE;
	int index = Q->front;
	for (int i = 0; i < length; i++) {
		printf("%d->", Q->data[index]);
		index = (index + 1) % MAXSIZE;
	}
	printf("NULL\n");

}

void main() {
	Queue* Q = initQueue();
	inQueue(Q, 1);
	inQueue(Q, 2);
	inQueue(Q, 3);
	inQueue(Q, 4);
	printQueue(Q);
	delQueue(Q);
	printQueue(Q);
	return 0;
}

3、杨辉三角

#include <stdio.h>
#define MAX 100
#define FALSE 0
#define TRUE 1
//循环队列
typedef struct {
    int element[MAX];
    int front; //头指针
    int rear;  //尾指针
} SeqQueue;
//初始化循环队列
void InitQueue(SeqQueue* q) { q->front = q->rear = 0; }
//入队
int EnterQueue(SeqQueue* q, int x) {
    if ((q->rear + 1) % MAX == q->front) {
        printf("---队列已满---");
        return FALSE;
    }
    q->element[q->rear] = x;
    q->rear = (q->rear + 1) % MAX;
    return TRUE;
}
//出队
int DeleteQueue(SeqQueue* q, int* x) {
    if (q->front == q->rear) {
        printf("---队列为空---");
        return FALSE;
    }
    *x = q->element[q->front];
    q->front = (q->front + 1) % MAX;
    return TRUE;
}
//取对头元素
int GetHead(SeqQueue* q, int* x) {
    if (q->front == q->rear)
        return FALSE;
    *x = q->element[q->front];
    return TRUE;
}
//判断队列是否为空
int IsEmpty(SeqQueue* q) {
    if (q->front == q->rear)
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}
//打印杨辉三角
void YangHuiTriangle(int N) {
    SeqQueue q;
    InitQueue(&q);
    int n, i, x, temp;
    EnterQueue(&q, 1); //第一行元素入队
    for (n = 2; n <= N; n++) {
        EnterQueue(&q, 1); //第n行第一个元素入队
        // N为打印的行数，n为每行的元素个数
        for (i = 1; i <= n - 2; i++) { //利用队中第n-1行元素产生第n行的中间n-2个元素并入队
            DeleteQueue(&q, &temp);    //出队元素赋给temp
            printf("%d ", temp);       //打印第n-1行的元素
            GetHead(&q, &x);
            temp = temp + x;      //利用第n-1行元素产生第n行元素
            EnterQueue(&q, temp); //可以利用画图理解
        }
        DeleteQueue(&q, &x);
        printf("%d ", x); //打印n-1行最后一个元素
        EnterQueue(&q, 1);
        printf("\n");
    }
    while (!IsEmpty(&q)) { //打印最后一行
        DeleteQueue(&q, &x);
        printf("%d ", x);
    }
}
//主函数： 
int main() {
    int N;
    scanf("%d", &N);
    YangHuiTriangle(N);
    printf("\n");
    return 0;
}

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压缩字体文件包大小pingfang等通用方法

压缩字体文件包大小pingfang等通用方法

压缩字体包大小 1、确保已经安装python 借助python环境&#xff0c;安装fonttools插件&#xff1a; 如果运行pip失败&#xff0c;注意看一下自己的环境变量是否错误&#xff1a; 在用户环境变量中与python安装目录下scripts相对应 pip install fonttools2、如果显示下载超…
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家用电器信息管理系统

家用电器信息管理系统

摘 要 随着互联网的快速发展&#xff0c;传统家电行业受到冲击&#xff0c;逐渐向智能家居市场转型。因此&#xff0c;智能家居无疑是一个有着巨大市场需求和新兴发展空间的新兴产业&#xff0c;也是人们追求安全、便捷、舒适的生活方式的必然趋势。互联网推动了我国传统家居产…
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TCP编程

TCP编程

自学python如何成为大佬(目录):https://blog.csdn.net/weixin_67859959/article/details/139049996?spm1001.2014.3001.5501 由于TCP连接具有安全可靠的特性&#xff0c;所以TCP应用更为广泛。创建TCP连接时&#xff0c;主动发起连接的叫客户端&#xff0c;被动响应连接的叫服…
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华为设备SSH远程访问配置实验简述

华为设备SSH远程访问配置实验简述

一、实验需求: 1、AR1模拟电脑SSH 访问AR2路由器。 二、实验步骤&#xff1a; 1、AR1和AR2接口配置IP&#xff0c;实现链路通信。 2、AR2配置AAA模式 配置用户及密码 配置用户访问级别 配置用户SSH 访问服务 AR2配置远程服务数量 配置用户远程访问模式为AAA 配置允许登录接入用…
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东芝-Soft Limit 报警及其解决办法

东芝-Soft Limit 报警及其解决办法

灵感来源与生活，在生活中总能有意想不到的惊喜，下面来看看小编今天的惊喜！！！ 今天不知道怎么了，有人来找就说是机器人坏了，一直报警，重启关机回原点也没有用。 意外到来，只能使用手柄将控制器打手动，来看看报警显示什么。 下面就看到了这，我靠第一次看见，只能看看手…
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【决战欧洲之巅】苏格兰VS瑞士-AI预测走地数据

【决战欧洲之巅】苏格兰VS瑞士-AI预测走地数据

初步分析 苏格兰队是欧洲杯的老牌球队&#xff0c;虽然首场比赛表现不佳&#xff0c;但他们的实力不容小觑。苏格兰在预选赛中表现出色&#xff0c;以小组第二的身份晋级&#xff0c;并拥有包括多名英超球员在内的强大阵容&#xff0c;如曼联中场麦克托米奈和利物浦右后卫罗伯…
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【Android面试八股文】你刚刚提到了V2签名使用美团的Walle实现多渠道打包，那么你能讲一讲Android 签名的 v1、v2、v3、v4版本的区别吗？

【Android面试八股文】你刚刚提到了V2签名使用美团的Walle实现多渠道打包，那么你能讲一讲Android 签名的 v1、v2、v3、v4版本的区别吗？

文章目录 前言一、简介二、APK 签名方案 v1 (JAR签名)2.1. 签名过程2.2 验证过程2.3 详细例子2.4 优缺点2.5 美团基于V1版本的多渠道打包方案三、APK 签名方案 v23.1 为什么要设计APK 签名方案 v2 ？3.2 APK 签名方案 v2 ： 签名前和签名后的 APK3.2.1 签名前和签名后的 APK3.2…
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后端不提供文件流接口，前台js使用a标签实现当前表格数据(数组非blob数据)下载成Excel

后端不提供文件流接口，前台js使用a标签实现当前表格数据(数组非blob数据)下载成Excel

前言&#xff1a;开发过程中遇到的一些业务场景&#xff0c;如果第三方不让使用&#xff0c;后端不提供接口&#xff0c;就只能拿到table数据(Array)&#xff0c;实现excel文件下载。 废话不多说&#xff0c;直接上代码&#xff0c;方法后续自行封装即可&#xff1a; functio…
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7亿中国男人，今年夏天都在穿什么？

7亿中国男人，今年夏天都在穿什么？

文丨郭梦仪 北京气温已经逼近38度&#xff0c;注重防晒的人群中这次多了男人的身影。 程序员宇宙中心&#xff0c;清河万象汇西区&#xff0c;小米su7吸引众多男士前来观摩&#xff0c;和对面蕉下门店里的“防晒衣大军”恰好呼应上了。 北京清河万象汇的防晒衣专卖店 夏日将…
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C++ 计算凸包点的最小旋转矩形

C++ 计算凸包点的最小旋转矩形

RotateRect.h #include <vector>/** * brief 计算点集最小旋转外接矩形 */ class RotateRect { public:enum { CALIPERS_MAXHEIGHT 0, CALIPERS_MINAREARECT 1, CALIPERS_MAXDIST 2 };struct Point {float x, y;};using Points std::vector<Point>;struct Size…
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