计算机专业面试常见基础数据结构中的栈与队列

一、概述

在计算机专业面试中，数据结构是考察的重点之一。栈与队列作为两种基本的数据结构，其定义、特性以及在实际应用中的区别，是面试官经常提问的。是对栈与队列的基础及其答案的详细解析。

二、一：什么是栈？请举例说明栈在实际应用中的场景。

栈（Stack）是一种后进先出（Last In First Out，LIFO）的数据结构。它支持两种基本操作：push（进栈）和pop（出栈）。栈用数组或链表实现。

举例说明栈在实际应用中的场景：

1. 函数调用栈：在计算机程序中，函数调用时会创建一个新的栈帧，用于存储局部变量、返回地址等信息。当函数执行完毕后，相应的栈帧会从栈中弹出，释放资源。

2. 求逆序：将一个字符串中的字符逆序输出，可以使用栈来实现。将字符串中的字符依次入栈，依次出栈，即可得到逆序字符串。

3. 表达式求值：在计算算术表达式时，可以使用栈来存储操作数和运算符，实现运算顺序的调整。

三、二：什么是队列？请举例说明队列在实际应用中的场景。

队列（Queue）是一种先进先出（First In First Out，FIFO）的数据结构。它支持两种基本操作：enqueue（入队）和dequeue（出队）。队列用数组或链表实现。

举例说明队列在实际应用中的场景：

1. 打印机队列：在多任务操作系统中，多个进程需要打印文档时，会形成一个打印队列。系统会按照入队顺序依次处理打印任务。

2. 事件处理：在操作系统和应用程序中，事件处理采用队列来实现。系统会将接收到的各种事件放入队列中，按照事件发生的顺序进行处理。

3. 缓冲区：在计算机网络和通信系统中，缓冲区可以使用队列来实现。发送方将数据放入缓冲区，接收方从缓冲区中取出数据，实现数据的有序传输。

四、三：栈与队列有什么区别？请从数据结构、操作、应用场景等方面进行说明。

1. 数据结构：栈使用数组或链表实现，而队列也使用数组或链表实现，但队列需要区分头尾指针。

2. 操作：栈支持push和pop操作，而队列支持enqueue和dequeue操作。

3. 应用场景：栈适用于后进先出的场景，如函数调用栈、逆序输出等；队列适用于先进先出的场景，如打印队列、事件处理、缓冲区等。

五、四：请解释栈与队列的空间复杂度。

栈和队列的空间复杂度取决于实现。使用数组实现，空间复杂度为O(n)，n为栈或队列的容量。使用链表实现，空间复杂度也为O(n)，因为链表需要存储每个节点的指针。

六、五：请解释栈与队列的时间复杂度。

栈和队列的时间复杂度也取决于实现。使用数组实现，时间复杂度为O(1)。使用链表实现，时间复杂度也为O(1)，因为链表支持常数时间的插入和删除操作。

七、

在计算机专业面试中，了解栈与队列的基本概念、操作、应用场景以及时间空间复杂度是必不可少的。本文对栈与队列的基础进行了详细解析，希望对面试者有所帮助。