《数据结构·栈、队列、双端队列》

数据结构是计算机科学中至关重要的核心概念，用于有效组织和管理数据，优化算法效率。详细探讨了两种基本数据结构——栈和队列。栈采用后进先出（LIFO）策略，对于处理括号匹配、表达式求值和递归操作等具有重要应用。队列则采用先进先出（FIFO）策略，适用于模拟排队、任务调度等场景。文章还讨论了栈和队列的实现方式，如顺序存储结构和链式存储结构，以及它们在算法设计中的重要性。

在本次实验报告中，我们探讨了栈和队列在解决迷宫路径问题中的应用。以下是详细的实验过程与结果。 设计人员相关信息 设计人员姓名：李春葆 专业、班级、学号：略 实验日期：2022/11/22 时间：8:00-9:40 实验环境：软件、硬件 实验目的与要求 本实验通过求解迷宫路径问题，深入理解栈和队列的特性。主要要求：1. 熟悉栈与队列的使用2. 学会实现基于这两种数据结构的算法设计 实验内容 创建迷宫应用项目 选择存储模式（顺序存储或链式存储）并描述存储结构 建立数据表 实现相关操作的算法 实验步骤与过程 创建迷宫数组 liuyuxin[M+2][N+2]。 设计栈结构 Stack[MaxSize] 来存储迷宫路径。 定义结构体 struct 存储结点信息（行号i、列号j和方向di）。 在 main 函数中调用 liuyuxinpath 函数寻找迷宫路径。 liuyuxinpath 函数利用栈存储路径，通过递归寻找迷宫出口。 将初始结点压入栈，循环弹出栈顶元素，寻找下一个可走结点。 找到出口时输出路径并记录最短路径长度。 实验结果 最短路径长度：6 路径：(1,1) -> (2,2) -> (3,3) -> (4,3) 实验结论 通过本实验，深入理解了栈和队列的特性，掌握了递归算法在迷宫路径求解中的应用。实验过程中，栈的先进后出特性帮助我们高效地存储和回溯路径，成功找到迷宫的出口。通过结构体设计，我们有效管理了迷宫中各个结点的信息。 本实验展示了栈和队列在迷宫路径问题中的实际应用，并为我们提供了有关数据结构设计的宝贵经验。

定义函数int QueueLength(SqQueue Q) { return (Q.rear – Q.front + MAXQSIZE)%MAXQSIZE; } 这段代码计算循环队列的长度。例如，如果队列的rear指针为5，front指针为3，则队列长度为(5 – 3 + 6) % 6 = 2。这种方法可以有效地确定队列中的元素数量，适用于各种数据结构课程。

数据结构与算法开发教程&基础篇：数组与链表、栈与队列、树图结构、哈希表、排序与搜索算法、Trie树、并查集

队列的进出原则是指，进队时队尾指针先加一，然后将新元素加入队尾；出队时队头指针先加一，然后取出队头元素。队满时进队会导致溢出错误，队空时出队需要进行空处理。为解决空间问题，队列元素采用循环存放在数组中，实现环形队列。

循环队列的储存方式3.3队列无法采用动态分配空间的方法实现循环队列；只能使用预先设定长度的一维数组；必须预先设置长度，并设定最大队列长度；如果无法预测长度，则需采用链队列。

循环队列是一种高效的数据结构，通过循环利用数组空间来实现队列操作。初始化时，确定队列的首尾指针，确保队列非空，实现队列元素的增删查改操作。在数据结构的设计中，循环队列能有效减少内存空间的浪费。

C++ 栈与队列应用实践 本项目深入探讨数据结构中的栈与队列，并提供C++源代码示例。 栈 栈的建立: 通过数组或链表实现，代码演示了两种方式的创建方法。 入栈操作: 将元素添加到栈顶，代码展示了如何判断栈满情况并进行处理。 出栈操作: 从栈顶移除元素，代码演示了如何判断栈空情况并进行处理。 其他操作: 获取栈顶元素、判断栈空/栈满状态等功能的实现。 队列 队列的建立: 通过数组或链表实现，代码演示了循环队列的创建方法。 入队操作: 将元素添加到队尾，代码展示了如何处理队列满情况。 出队操作: 从队首移除元素，代码演示了如何处理队列空情况。 其他操作: 获取队首元素、判断队列空/队列满状态等功能的实现。 应用场景 栈: 函数调用堆栈、表达式求值、括号匹配等。 队列: 消息队列、缓冲区、广度优先搜索等。 项目中包含详细的代码注释和说明，帮助您理解栈和队列的原理及应用。

掌握栈的先进后出特性，包括初始化、进栈、退栈、取栈顶、判栈空等基本操作。 2. 运用栈的基本操作解决简单的实际问题。 3. 掌握队列的先进先出特性，包括初始化、入队、出队、取队首元素、判队空等基本操作。