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第三章栈和队列栈和队列是两种特殊的线性表，是操作受限的线性表，称限定性DS§3.1栈（stack）栈的定义和特点定义：限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表，表尾—栈顶，表头—栈底，不含元素的空表称空栈特点：先进后出（FILO）或后进先出（LIFO）ana1a2……...栈底栈顶...出栈进栈栈s=(a1,a2,……,an)只允许在一端插入和删除的线性表允许插入和删除的一端称为栈顶(top)，另一端称为栈底(bottom)特点后进先出(LIFO)栈(Stack)退栈进栈a0an-1an-2topbottom栈的存储结构顺序栈实现：一维数组s[M]top=0123450栈空栈顶指针top,指向实际栈顶后的空位置，初值为0top123450进栈Atop出栈栈满BCDEF设数组维数为Mtop=0,栈空，此时出栈，则下溢（underflow)top=M,栈满，此时入栈，则上溢（overflow)toptoptoptoptop123450ABCDEFtoptoptoptoptoptop栈空top空栈toptoptoptoptopa进栈b进栈aababcdee进栈abcdef进栈溢出abdee退栈ctopc退栈b退栈abaa退栈空栈topabdd退栈ctopabctoptop入栈算法0M-1栈1底栈1顶栈2底栈2顶出栈算法在一个程序中同时使用两个栈双栈共享一个栈空间b[0]t[0]t[1]b[1]0maxSize-1V栈的链接表示—链式栈链式栈无栈满问题，空间可扩充插入与删除仅在栈顶处执行链式栈的栈顶在链头适合于多栈操作top链栈栈顶^…...topdatalink栈底结点定义入栈算法出栈算法typedefstructnode{intdata;structnode*link;}JD;^…...栈底toptopxptop^…...栈底topq栈的应用过程的嵌套调用r主程序srrrs子过程1rst子过程2rst子过程3例递归的执行情况分析递归过程及其实现递归：函数直接或间接的调用自身叫~实现：建立递归工作栈voidprint(intw){inti;if(w!=0){print(w-1);for(i=1;i=w;++i)printf(“%3d,”,w);printf(“/n”);}}Ch3_10.c运行结果：1，2，2，3，3，3，递归调用执行情况如下：主程序(1)print(w)w=3;3print(2);（1）w=3top(2)输出：3,3,3w2print(1);（2）w=2（1）w=3top(3)输出：2,2w1print(0);（3）w=1（2）w=2（1）w=3top(4)输出：1w0（4）w=0（3）w=1（2）w=2（1）w=3topw(3)输出：2,2(2)2(1)3top(4)输出：1(3)1(2)2(1)3top(2)输出：3,3,3(1)3top返回(3)1(2)2(1)3top(4)0结束(1)TowerofHanoi问题问题描述：有A,B,C三个塔座，A上套有n个直径不同的圆盘，按直径从小到大叠放，形如宝塔,编号1,2,3……n。要求将n个圆盘从A移到C，叠放顺序不变，移动过程中遵循下列原则：每次只能移一个圆盘圆盘可在三个塔座上任意移动任何时刻，每个塔座上不能将大盘压到小盘上解决方法：n=1时，直接把圆盘从A移到Cn1时，先把上面n-1个圆盘从A移到B,然后将n号盘从A移到C,再将n-1个盘从B移到C。即把求解n个圆盘的Hanoi问题转化为求解n-1个圆盘的Hanoi问题，依次类推，直至转化成只有一个圆盘的Hanoi问题算法：执行情况：递归工作栈保存内容：形参n,x,y,z和返回地址返回地址用行编号表示nxyz返回地址main(){intm;printf(Inputnumberofdisks”);scanf(%d,&m);printf(”Steps:%3ddisks”,m);hanoi(m,'A','B','C');(0)}voidhanoi(intn,charx,chary,charz)(1){(2)if(n==1)(3)move(1,x,z);(4)else{(5)hanoi(n-1,x,z,y);(6)move(n,x,z);(7)hanoi(n-1,y,x,z);(8)}(9)}ABC1233ABC03ABC02ACB63ABC02ACB61ABC6ABC3ABC02ACB6main(){intm;printf(Inputthenumberofdisksscanf(%d,&m);printf(Thestepstomoving%3dhanoi(m,'A','B','C');(0)}voidhanoi(intn,charx,chary,charz)(1){(2)if(n==1)(3)move(1,x,z);(4)else{(5)hanoi(n-1,x,z,y);(6)move(n,x,z);(7)hanoi(n-1,y,x,z);(8)}(9)}ABC3ABC02ACB61CAB8ABC3ABC02ACB63ABC03ABC02ACB6main(){intm;printf(Inputthenumberofdisksscanf(%d,&m);printf(Thestepstomoving%3dhanoi(m,'A','B','C');(0)}voidhanoi(intn,charx,chary,charz)(1){(2)if(n==1)(3)move(1,x,z);(4)else{(5)hanoi(n-1,x,z,y);(6)move(n,x,z);(7)hanoi(n-1,y,x,z);(8)}(9)}ABC3ABC02BAC83ABC02BAC81BCA6ABC3ABC02BAC83ABC0main(){intm;printf(Inputthenumberofdisksscanf(%d,&m);printf(Thestepstomoving%3dhanoi(m,'A','B','C');(0)}voidhanoi(intn,charx,chary,charz)(1){(2)if(n==1)(3)move(1,x,z);(4)else{(5)hanoi(n-1,x,z,y);(6)move(n,x,z);(7)hanoi(n-1,y,x,z);(8)}(9)}ABC3ABC02BAC81ABC8ABC3ABC02BAC83ABC0栈空3ABC02BAC8Hanoi.cD:\fengyi\bkc\power\power.c回文游戏：顺读与逆读字符串一样（不含空格）dadtop1.读入字符串2.去掉空格（原串）3.压入栈4.原串字符与出栈字符依次比较若不等，非回文若直到栈空都相等，回文多进制输出：字符串：“madamimadam”例把十进制数159转换成八进制数(159)10=(237)81598198280237余7余3余2toptop7top73top732表达式求值中缀表达式后缀表达式（RPN)a*b+cab*c+a+b*cabc*+a+(b*c+d)/eabc*d+e/+中缀表达式：操作数栈和运算符栈例计算2+4-3*6操作数运算符24+操作数运算符6-操作数运算符6-36*操作数运算符6-18操作数运算符12后缀表达式求值步骤：1、读入表达式一个字符2、若是操作数，压入栈，转43、若是运算符，从栈中弹出2个数，将运算结果再压入栈4、若表达式输入完毕，栈顶即表达式值；若表达式未输入完，转1top4top43top735top例计算4+3*5后缀表达式：435*+top415top19(1)(2)(4)(5)(6)(7)(3)地图四染色问题R[7][7]12345671234567100001001111101010110101101011011001001100000000012345671223414334231#紫色2#黄色3#红色4#绿色§3.2队列队列的定义及特点定义：队列是限定只能在表的一端进行插入，在表的另一端进行删除的线性表队尾(rear)——允许插入的一端队头(front)——允许删除的一端队列特点：先进先出(FIFO)a1a2a3…………………….an入队出队frontrear队列Q=(a1,a2,……,an)双端队列a1a2a3…………………….an端1端2入队出队入队出队队列(Queue)定义队列是只允许在一端删除，在另一端插入的顺序表允许删除的一端叫做队头(front)，允许插入的一端叫做队尾(rear)。特性先进先出(FIFO,FirstInFirstOut)a0a1a2an-1frontrear链队列结点定义typedefstructnode{intdata;structnode*link;}JD;头结点^…...front队头队尾rear设队首、队尾指针front和rear,front指向头结点，rear指向队尾队列的进队和出队frontrear空队列frontrearA进队AfrontrearB进队ABfrontrearC,D进队ABCDfrontrearA退队BCDfrontrearB退队CDfrontrearE,F,G进队CDEFGCDEFGfrontrearH进队,溢出队列的进队和出队原则进队时队尾指针先进一rear=rear+1，再将新元素按rear指示位置加入。出队时队头指针先进一front=front+1，再将下标为front的元素取出。队满时再进队将溢出出错；队空时再出队将队空处理。解决办法之一：将队列元素存放数组首尾相接，形成循环(环形)队列。frontrearx入队^xfrontreary入队x^yfrontrearx出队x^yfrontrear空队^frontreary出队^入队算法出队算法队列的顺序存储结构实现：用一维数组实现sq[M]front=-1rear=-1123450队空123450frontJ1,J1,J3入队J1J2J3rearrear123450J4,J5,J6入队J4J5J6front设两个指针front,rear,约定：rear指示队尾元素；front指示队头元素前一位置初值front=rear=-1空队列条件：front==rear入队列：sq[++rear]=x;出队列：x=sq[++front];rearrearfrontrear123450J1,J2,J3出队J1J2J3frontfrontfront存在问题设数组维数为M，则：当front=-1,rear=M-1时，再有元素入队发生溢出——真溢出当front-1,rear=M-1时，再有元素入队发生溢出——假溢出解决方案队首固定，每次出队剩余元素向下移动——浪费时间循环队列基本思想：把队列设想成环形，让sq[0]接在sq[M-1]之后，若rear+1==M,则令rear=0;0M-11frontrear实现：利用“模”运算入队：rear=(rear+1)%M;sq[rear]=x;出队：front=(front+1)%M;x=sq[front];队满、队空判定条件012345rearfrontJ4J5J6012345rearfrontJ9J8J7J4J5J6012345rearfront初始状态队空：front==rear队满：front==rear解决方案：1.另外设一个标志以区别队空、队满2.少用一个元素空间：队空：front==rear队满：(rear+1)%M==front队列存放数组被当作首尾相接的表处理。队头、队尾指针加1时从maxSize-1直接进到0，可用语言的取模(余数)运算实现。队头指针进1:front=(front+1)%maxSize;队尾指针进1:rear=(rear+1)%maxSize;队列初始化：front=rear=0;队空条件：front==rear;队