DS博客作业02--栈和队列
0.PTA得分截图
1.本周学习总结
1.1 总结栈和队列内容
栈的存储结构及操作
顺序栈：
链栈：
//顺序栈的结构体
typedef struct
{
int data[MaxSize];
int top;
}Stack;
tpyedef Stack *SqStack;
//链栈结构体
typedef struct Node
{
char data;
struct Node *next;
} Node, *ListStack;
//顺序栈初始化
void InitStack (SqStack &S)
{
S=new Stack;
S->top=-1;
}
//链栈初始化
void InitStack (ListStack &S)
{
S=new Node;
S->next=NULL;
}
//顺序栈入栈
bool Push(SqStack &S,int e)
{
if(栈满）return false；
栈顶指针增1；
元素e放在栈顶指针处；
}
//链栈入栈
void Push(LinkStack &S,int e)
{
//链栈不考虑栈满
新增结点p存放元素e;
采用头插法将p结点插入；
}
//顺序栈出栈
bool Pop(SqStack &S,int &e)
{
if(栈空）return false;
取栈顶元素；
栈顶指针减1；
}
//链栈出栈
bool Pop(LinkStack &S,int &e)
{
if(栈空）return false;
p指向头结点后一个元素；
e存放该元素的值；
删除该元素；
}
//顺序栈销毁
void DestroyStack(SqStack &S)
{
delete S;
}
//链栈销毁
void DestroyStack(LinkStack &S)
{
//链栈销毁涉及删除链的操作
while(遍历链栈)
{
p=S->next;
delete S;
S=p;
}
}
//C++模板类
stack <int> S; //初始化链栈
S.push(x); //元素x进栈
S.top(); //返回栈顶元素
S.pop(); //出栈；
S.empty(); //判断栈空，若空返回true
S.size(); //访问栈中元素个数
栈的应用
1.判断对称串
定义顺序栈；
将字符串入栈；
for(遍历字符串）
{
出栈元素e;
if(e！=当前串字符）
{
return false;
}
return true;
}
2.括号匹配
定义顺序栈；
while(遍历串)
{
if(不是括号) 取下一个字符;
else
{
if(左括号) 入栈;
else if(右括号）
{
if(空栈）错误；
if(匹配）出栈；
else 错误；
}
}
)
if (栈依然为空)
匹配正确;
else
错误；
3.中缀表达式转后缀表达式
定义栈；
输入字符串s;
for(遍历字符串)
{
if(是数字、小数点、正负号)
{
输出，并判断下一个是否是数字或小数点;//若不是，则输出空格隔开两个数字
continue;
}
if(出现右括号)
{
出栈输出，直到遇到左括号或栈空；
continue;
}
if(栈空或者比栈顶符号优先级高)
{
入栈；
}
else
{
先出栈直到遇到左括号或者栈空，再入栈新符号；
}
}
while(栈不空)
{
出栈栈中剩余符号;
}
4.迷宫路径
将入口进栈；
mg[xi][yi]=-1;
while(栈不空)
{
取栈顶方块；
if(当前方块是出口）
{
输出路径；
return true;
}
查找下一可走方块；
if(找到相邻可走方块）
{
当前方块的坐标和方位进栈；
mg[i][j]=-1;
}
if(没有找到相邻可走方块）
{
出栈方块；
mg[i][j]=0;
}
}
return false；
队列的存储结构及操作
顺序队：
链队：
//顺序队结构体定义
typedef struct
{
int data[MaxSize];
int front,rear;
}queue;
typedef queue *SqQueue;
//链队结构体定义
typedef struct qnode
{
int data;
struct qnode *next;
}QNode,*QueuePtr;
typedef struct
{
QueuePtr front;
QueuePtr rear;
}LinkQueue;
//顺序队初始化
void InitQueue(SqQueue &q)
{
q=new queue;
q->front=q->rear=-1;
}
//链队初始化
void InitQueue(LinkQueue &q)
{
q.front=q.rear=new QNode;
q.front->next=NULL;
}
//顺序队入队
bool enQueue(SqQueue &q, int e)
{
if(队满) return false;
队尾增1；
rear位置插入元素e;
}
//链队入队
void enQueue(LinkQueue &q, int e)
{
//不需要考虑队满
新建结点p;
e赋值给结点p;
尾插法插入结点p;
}
//顺序队出队
bool deQueue(SqQueue &q, int &e)
{
if(队空) return false;
队头增1；
取对头元素赋值给e;
}
//链队出队
bool deQueue(LinkQueue &q, int &e)
{
if(队空) return false;
p指针指向队头后一个结点;
取p结点元素赋值给e;
删除结点p;
if(队尾为p) q.rear=q.front;//只剩一个数据结点
delete p;
}
//顺序队销毁
void DestroyQueue(SqQueue &q)
{
delete q;
}
//链队销毁
void DestroyQueue(LinkQueue &q)
{
while(q.front)
{
q.rear=q.front->next;
delete q.front;
q.front=q.rear;
}
}
//C++模板类
queue<int>q//初始化链队
q.push(e) //元素e入队
q.front() //访问队头元素
q.rear() //访问队尾元素
q.pop() //出队
q.empty() //判断队列是否为空，为空返回true
q.size() //访问队列长度
//循环队列初始化
q->front=q->rear=0;
//循环队列为空
q->front=q->rear;
//循环队列队满
(q->rear+1) % MaxSize=q->front;
//循环队列进队
q->rear=(q->rear+1) % MaxSize;
//循环队列出队
q->front=(q->front+1) % MaxSize;
队列应用
1.报数游戏(1出列 2站右）
n个人入队；
while(队列不空）
{
出队一个元素e;
if(队列不空)
{
出队一个元素e；
刚出队的元素e再入队；
}
}
2.迷宫路径
将入口入队；
mg[xi][yi]=-1;
while(队列q不空）
{
出队方块e；
if(e是出口）
{
输出路径；
return true;
}
for(对于方块e的所有可走方块e1）
{
将方块e1进队；
mg[i][j]=-1;
}
}
return false;
3.各类排队问题，如银行排队，舞会舞伴等。
1.2.谈谈你对栈和队列的认识及学习体会。
- 栈与队列是操作受限的线性表，栈只能从栈顶插入删除，栈是先进后出，队列只允许在表的一端插入，另一端删除元素，队列是先进先出。
- 栈的优点：在需要按照保存数据的相反的顺序来使用数据时，就可以用到栈。比如：递归算法，递归算法用到的保存足迹和返回运算就是要靠栈来实现，逆序输出等。
- 队列的优点：排队的应用，在模拟队列上的应用。
- 顺序栈和链栈：顺序栈出栈不删除数据元素，链栈出栈是物理删除数据元素。顺序栈需要考虑栈满，链队则不需要考虑。链栈可以使用C++模板类。
- 顺序队和链队：大体上与顺序栈和链栈相似，个别插入删除元素函数稍有不同。
2.PTA实验作业
2.1.题目1:表达式转换
2.1.1代码截图
2.1.2本题PTA提交列表说明。
1.编译错误：编译器未选择C++。
2.2 题目2:符号匹配
2.2.1代码截图
2.2.2本题PTA提交列表说明。
1.部分正确：缺右边情况答案错误。解决方法：在最后栈不空判断加入e = St.top();right = 1;
因为输入连续左括号时，如(((((，也是缺右边的一种情况。
2.部分正确：缺右边情况仍然错误。解决方法：栈不空且不匹配条件下加入语句e = St.top();
right = 1;因为出现不匹配，如[ ( ] )，也是符号’(‘缺右边的一种情况。
3.部分正确：数组b遍历到’/’或’/’时，造成当出现//，’’号被算两次，结果答案错误。解决方法：将两个if条件判断语句改成if ，else if语句防止第二个if条件成立。
3.阅读代码（0--4分）
3.1 题目及解题代码
3.1.1 该题的设计思路
建立一个临时的容器，模拟弹出过程，如果这个弹出的数字和栈顶数字是吻合的，那么栈就要把已有的数字弹出来。如果栈是空的，或者栈顶数字和弹出的数字不等，那么我们应该把pushed数字一直往里放，直到相等为止。如果临时容器最后是空，返回true；否则，返回false。
3.1.2 该题的伪代码
for i=0 to len do
{
if(popped的元素等于res的元素）
弹出res元素；
else
{
while(两个元素不相等）
{
pushed元素放入res中；
}
}
}
3.1.3 运行结果
3.1.4分析该题目解题优势及难点。
- 题中使用vector建立一个临时的容器，模拟题目的入栈出栈操作，没有新建栈进行模拟。
- popped序列可能是随机的，第一个入栈元素可能在中途出栈，所以需要储存pushed序列，直到与popped元素相等出栈。
- 如何表示和保存入栈和出栈序列是题目的关键。
3.2 题目及解题代码
3.2.1 该题的设计思路
先将输入的原始队列按照身高h递减、若h相同则以k递增的规则进行排序。然后从前往后遍历扫描一遍队列，并依据k进行插入。
递减h、递增k排列：
3.2.2 该题的伪代码
升高h降序排列；
if(h相等）
k升序排列；
while(遍历数组）
{
按k排列每个人位置；
}
3.2.3 运行结果
3.2.4分析该题目解题优势及难点。
- 题目巧妙的按照递减h为主次序，递增k为赋次序进行排序，之后只需要遍历数组对每个k的值排列。
- 先安排个子高的人，再安排个子矮的人，因为个子矮的人的插入不会对个子高的人的排序产生影响。
- 首先要理解题目的意思，理解k的含义，确定如何排序才能使k的序列正确且不被其他元素插入而破坏。
