数据结构与算法——编程实践

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3.2 栈和队列(8题)

<h1>1. 一个栈的初始状态为空,经过以下操作:入栈(1),入栈(2),出栈(),入栈(3),入栈(4),出栈()。求此时栈的长度。以及栈顶指针的位置(序号从0开始)</h1> <h3>分析过程:</h3> <p>初始状态:栈为空 入栈(1):栈为 [1] 入栈(2):栈为 [1, 2] 出栈():栈为 [1] 入栈(3):栈为 [1, 3] 入栈(4):栈为 [1, 3, 4] 出栈():栈为 [1, 3]</p> <h3>答案:</h3> <p>栈的长度为2 栈顶指针的位置为1(序号从0开始)</p> <h1>2. 一个循环队列的初始状态为空,经过以下操作:入队(1),入队(2),出队(),入队(3),入队(4),出队()。求此时队列的长度。以及队列两个指针(front和rear)的位置(序号从0开始)</h1> <p><strong>分析过程:</strong></p> <ul> <li>初始状态:队列为空,front = 0, rear = 0</li> <li>入队(1):队列为 [1],front = 0, rear = 1</li> <li>入队(2):队列为 [1, 2],front = 0, rear = 2</li> <li>出队():队列为 [2],front = 1, rear = 2</li> <li>入队(3):队列为 [2, 3],front = 1, rear = 3</li> <li>入队(4):队列为 [2, 3, 4],front = 1, rear = 4</li> <li>出队():队列为 [3, 4],front = 2, rear = 4</li> </ul> <p><strong>答案:</strong></p> <ul> <li>队列的长度为2</li> <li>front指针的位置为2</li> <li>rear指针的位置为4 <h1>3. 一个栈的空间大小是10,初始状态为空,经过以下操作:入栈(1),入栈(2),入栈(3),入栈(4),入栈(5),出栈(),出栈()。判断此时栈是否为空和是否已满。以及栈顶指针的位置(序号从0开始)</h1> <h3>分析过程:</h3> <p>初始状态:栈为空 入栈(1):栈为 [1] 入栈(2):栈为 [1, 2] 入栈(3):栈为 [1, 2, 3] 入栈(4):栈为 [1, 2, 3, 4] 入栈(5):栈为 [1, 2, 3, 4, 5] 出栈():栈为 [1, 2, 3, 4] 出栈():栈为 [1, 2, 3]</p> <h3>答案:</h3> <p>栈的长度为3 栈顶指针的位置为2(序号从0开始) 栈不为空,也未满</p> <h1>4. 一个队列的空间大小是10,初始状态为空,经过以下操作:入队(1),入队(2),入队(3),入队(4),入队(5),出队(),出队()。判断此时队列是否为空和是否已满。以及队列两个指针(front和rear)的位置(序号从0开始)</h1> <p><strong>分析过程:</strong></p></li> <li>初始状态:队列为空,front = 0, rear = 0</li> <li>入队(1):队列为 [1],front = 0, rear = 1</li> <li>入队(2):队列为 [1, 2],front = 0, rear = 2</li> <li>入队(3):队列为 [1, 2, 3],front = 0, rear = 3</li> <li>入队(4):队列为 [1, 2, 3, 4],front = 0, rear = 4</li> <li>入队(5):队列为 [1, 2, 3, 4, 5],front = 0, rear = 5</li> <li>出队():队列为 [2, 3, 4, 5],front = 1, rear = 5</li> <li>出队():队列为 [3, 4, 5],front = 2, rear = 5 <strong>答案:</strong></li> <li>队列的长度为3</li> <li>front指针的位置为2</li> <li>rear指针的位置为5</li> <li>队列不为空,也未满</li> </ul> <h1>5. 一个栈的空间大小是10,初始状态为空,经过以下操作:入栈(1),入栈(2),入栈(3),入栈(4),入栈(5),出栈(),出栈()。求此时栈还能放多少元素。</h1> <h3>分析过程:</h3> <p>初始状态:栈为空 入栈(1):栈为 [1] 入栈(2):栈为 [1, 2] 入栈(3):栈为 [1, 2, 3] 入栈(4):栈为 [1, 2, 3, 4] 入栈(5):栈为 [1, 2, 3, 4, 5] 出栈():栈为 [1, 2, 3, 4] 出栈():栈为 [1, 2, 3]</p> <h3>答案:</h3> <p>栈的长度为3 栈还能放 10−3=7 个元素</p> <h1>6. 一个循环队列的空间大小是10,初始状态为空,经过以下操作:入队(1),入队(2),入队(3),入队(4),入队(5),出队(),出队()。求此时循环队列还能放多少元素。</h1> <p><strong>分析过程:</strong></p> <ul> <li>初始状态:队列为空,front = 0, rear = 0</li> <li>入队(1):队列为 [1],front = 0, rear = 1</li> <li>入队(2):队列为 [1, 2],front = 0, rear = 2</li> <li>入队(3):队列为 [1, 2, 3],front = 0, rear = 3</li> <li>入队(4):队列为 [1, 2, 3, 4],front = 0, rear = 4</li> <li>入队(5):队列为 [1, 2, 3, 4, 5],front = 0, rear = 5</li> <li>出队():队列为 [2, 3, 4, 5],front = 1, rear = 5</li> <li>出队():队列为 [3, 4, 5],front = 2, rear = 5 <strong>答案:</strong></li> <li>队列的长度为3</li> <li>循环队列还能放 9−3=6 个元素 <h1>7. 给定一个栈(长度足够大),在栈中放入一个整数100,当栈顶元素大于等于8时,就弹出栈顶元素,把整数100除以8的余数,压入栈,然后把100除以8的商,压入栈。重复上述过程,直到栈顶元素小于8。分析,当n==100时,这个栈的数据如何变化?以及这个过程是用来求解什么的?</h1> <p><strong>分析过程:</strong></p></li> <li>初始状态:栈为空</li> <li>入栈(100):栈为 [100]</li> <li>100 &gt; 8,弹出100,100 % 8 = 4,100 // 8 = 12,入栈(4),入栈(12):栈为 [4, 12]</li> <li>12 &gt; 8,弹出12,12 % 8 = 4,12 // 8 = 1,入栈(4),入栈(1):栈为 [4, 4, 1]</li> <li>1 &lt; 8,停止 <strong>答案:</strong></li> <li>栈的数据变化为 [4, 4, 1]</li> <li>这个过程是用来求解整数100的八进制表示。最终栈中的数据 [4, 4, 1] 表示100的八进制为144。</li> </ul> <h1>8. 一个字符串&quot;ABCDEFGH&quot;,通过一系列栈的入栈和出栈操作,字符串变成了&quot;BDCAFGEH&quot;。请分析这个操作过程。</h1> <p><strong>分析过程:</strong></p> <ul> <li>初始字符串:ABCDEFGH</li> <li>使用栈进行操作,假设栈为 S</li> </ul> <ol> <li>入栈(A),S = [A]</li> <li>入栈(B),S = [A, B]</li> <li>出栈(B),S = [A]</li> <li>入栈(C),S = [A, C]</li> <li>出栈(C),S = [A]</li> <li>入栈(D),S = [A, D]</li> <li>出栈(D),S = [A]</li> <li>入栈(E),S = [A, E]</li> <li>出栈(E),S = [A]</li> <li>入栈(F),S = [A, F]</li> <li>出栈(F),S = [A]</li> <li>入栈(G),S = [A, G]</li> <li>出栈(G),S = [A]</li> <li>入栈(H),S = [A, H]</li> <li>出栈(H),S = [A]</li> <li>出栈(A),S = []</li> </ol> <p><strong>答案:</strong></p> <ul> <li> <p>操作过程如下:</p> <ul> <li>入栈(A)</li> <li>入栈(B)</li> <li>出栈(B)</li> <li>入栈(C)</li> <li>出栈(C)</li> <li>入栈(D)</li> <li>出栈(D)</li> <li>入栈(E)</li> <li>出栈(E)</li> <li>入栈(F)</li> <li>出栈(F)</li> <li>入栈(G)</li> <li>出栈(G)</li> <li>入栈(H)</li> <li>出栈(H)</li> <li>出栈(A)</li> </ul> <p>最终字符串变为 &quot;BDCAFGEH&quot;。</p> </li> </ul>

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