第二十八课：数据结构深入 – 栈和队列

学习目标：

  1. 理解栈（Stack）的基本概念和特性。
  2. 掌握队列（Queue）的基本概念和特性。
  3. 学会在C++中使用栈和队列。
  4. 了解栈和队列的典型应用场景。

学习内容：

  1. 栈（Stack）

    • 概念：栈是一种后进先出（LIFO, Last In First Out）的数据结构，元素被添加到栈的顶部，并从栈顶部移除。
    • 栈的操作：
      • push：将一个元素放入栈顶。
      • pop：移除栈顶元素。
      • top：访问栈顶元素。
      • empty：检查栈是否为空。
    • 代码示例：
      #include #include using namespace std;int main() {stack<int> stk;// 入栈stk.push(10);stk.push(20);stk.push(30);// 访问栈顶元素cout << "Top element: " << stk.top() << endl;// 出栈cout << "Elements: ";while (!stk.empty()) {cout << stk.top() << " ";stk.pop();}cout << endl;return 0;}
    • 预计输出效果：
      Top element: 30Elements: 30 20 10
    • 使用场景：栈用于解决像浏览器前进后退、函数调用、括号匹配等问题。

  2. 队列（Queue）

    • 概念：队列是一种先进先出（FIFO, First In First Out）的数据结构，元素被添加到队列的末尾，并从队列的前端移除。
    • 队列的操作：
      • enqueue 或 push：将一个元素添加到队列末尾。
      • dequeue 或 pop：移除队列前端的元素。
      • front：访问队列前端的元素。
      • empty：检查队列是否为空。
    • 代码示例：
      #include #include using namespace std;int main() {queue<int> q;// 入队q.push(10);q.push(20);q.push(30);// 访问队首元素cout << "Front element: " << q.front() << endl;// 出队cout << "Elements: ";while (!q.empty()) {cout << q.front() << " ";q.pop();}cout << endl;return 0;}
    • 预计输出效果：
      Front element: 10Elements: 10 20 30
    • 使用场景：队列用于任务排队、缓冲处理、打印队列等场景。

练习题：

编写一个C++程序，创建一个栈和一个队列。首先向栈中压入三个整数：1，2，3，然后依次弹出并打印。接着向队列中加入同样的三个整数，并依次从队列中移除并打印。

答案：

#include #include #include using namespace std;int main() {stack<int> s; // 创建栈queue<int> q; // 创建队列// 栈操作s.push(1);s.push(2);s.push(3);cout << "Stack elements (LIFO order): ";while (!s.empty()) {cout << s.top() << " ";s.pop();}cout << endl;// 队列操作q.push(1);q.push(2);q.push(3);cout << "Queue elements (FIFO order): ";while (!q.empty()) {cout << q.front() << " ";q.pop();}cout << endl;return 0;}

预计输出效果：

Stack elements (LIFO order): 3 2 1Queue elements (FIFO order): 1 2 3

以上示例和练习涉及到栈和队列的基本操作，通过实际的代码演示帮助你理解这些结构的工作原理。在实际应用中，栈和队列是非常有用的数据结构，对于理解更复杂的数据结构和算法也是非常重要的基础。

目录
第二十九课 冒泡排序和选择排序