栈在括号匹配中的应用
- 最后出现的左括号最先被匹配**(LIFO)**
- 每出现一个右括号,就出栈一个左括号
- 若没有匹配的左括号,报错
boolbracketCheck(charstr[],intlength){SqStack S;InitStack(S);for(inti=0;i<length;i++){if(str[i]=='('||str[i]=='['||str[i]=='{'){Push(S,str[i]);//扫描到左括号,入栈}else{if{StackEmpty(S))//扫描到右括号,且当前栈空returnfalse;//匹配失败chartopElem;pop(S,topElem);//栈顶元素出栈if(str[i]==')'&&topElem!='(')returnfalse;if(str[i]=='}'&&topElem!='{')returnfalse;if(str[i]==']'&&topElem!='[')returnfalse;}}returnStackEmpty(S);//检索完全部括号后,栈空说明匹配成功}栈在表达式求值中的应用
- 操作数:123456
- 运算符:加减乘除
- 界限符:括号
- 逆波兰表达式 = 后缀表达式
- 运算符在两个操作数后面
- 波兰表达式 = 前缀表达式
- 运算符在两个操作数前面
- 逆波兰表达式 = 后缀表达式
中缀表达式
- 运算符在两个操作数中间
#中缀表达式求值
用栈实现中缀表达式的计算:
初始化两个栈,操作数栈和运算符栈
若扫描到操作数,压入操作数栈
若扫描到运算符或界限符,则按照 “中缀转后缀” 相同的逻辑压入运算符栈(期间也会弹出运算符,每当弹出一个运算符时,就需要再弹出两个操作数栈的栈顶元素并执行相应运算,运算结果再压回操作数栈)
&后缀表达式&
- 后缀表达式适用于基于栈的编程语言(stack-oriented programming language),如:Forth、PostScript
#中缀表达式转后缀表达式
- 由于运算顺序不唯一,因此对应的后缀表达式也不唯一,为了算法的“确定性”,这里引入“左优先”原则
初始化一个栈,用于保存暂时还不能确定运算顺序的运算符。
从左到右处理各个元素,直到末尾。可能遇到三种情况:
① 遇到操作数。直接加入后缀表达式。
② 遇到界限符。遇到 ( 直接入栈;遇到 ) 则依次弹出栈内运算符并加入后缀表达式,直到弹出 ( 为止。注意:( 不加入后缀表达式。
③ 遇到运算符。依次弹出栈中优先级高于或等于当前运算符的所有运算符,并加入后缀表达式,若碰到 ( 或栈空则停止。之后再把当前运算符入栈。
- 由于运算顺序不唯一,因此对应的后缀表达式也不唯一,为了算法的“确定性”,这里引入“左优先”原则
#后缀表达式求值
①从左往右扫描下一个元素,直到处理完所有元素
②若扫描到操作数则压入栈,并回到①;否则执行③
③若扫描到运算符,则弹出两个栈顶元素,执行相应运算,运算结果压回栈
- 栈顶为右操作数,栈底为左操作数
前缀表达式
#中缀表达式转前缀表达式
- “右优先原则”
#前缀表达式求值
- 从右往左扫描表达式每一个元素,直到全部遍历完毕
- 读到操作数:直接压入栈,返回步骤 1 继续扫描
- 读到运算符:连续弹出栈顶 2 个元素,执行对应运算,运算结果压回栈顶,返回步骤 1
- 遍历结束后,栈中仅剩唯一元素,即为表达式最终结果
- 栈顶为左操作数,栈底为右操作数
函数调用栈
- 可以把原始问题转化为属性相同,但规模更小的问题
函数调用时,需要用一个栈存储
- 调用返回地址
- 局部变量
- 实参
缺点:递归层数太多可能导致栈溢出
- 递归层数越多,空间复杂度越高
- 可能包含重复运算
队列的应用
- 树的层次遍历
- 图的广度优先遍历
- 在操作系统中的应用:FCFS(Frist Come First Service,先来先服务)