数据结构栈和队列-;栈

Posted 2022-11-22

• 整理数据结构学习笔记
• 基于C++

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文章目录

• ​​一、栈的相关定义​​
• ​​二、栈的表示和实现​​

• ​​1、链式栈​​

• ​​（1）定义​​

• ​​2、顺序栈​​

• ​​（1）定义​​
• ​​（2）数据结构​​
• ​​（3）基本操作​​

• ​​1、初始化栈 bool InitStack(SqStack &s)​​
• ​​2、销毁栈 bool DestroyStack(SqStack &s)​​
• ​​3、置空 bool ClearStack(SqStack &s)​​
• ​​4、判空 bool StackEmpty(SqStack s)​​
• ​​5、返回栈长度 int StackLength(SqStack s)​​
• ​​6、栈顶元素 bool GetTop(SqStack s,int &e)​​
• ​​7、入栈 bool push(SqStack &s,int e)​​
• ​​8、出栈 bool pop(SqStack &s,int &e)​​
• ​​9、遍历栈 bool StackTraverse(SqStack s,bool (*visit)(int a))​​

一、栈的相关定义

• ​​栈​​(stack)：是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。
• ​​栈顶​​(top)：栈的表尾元素
• ​​栈底​​(bottom)：栈的表头元素
• ​​空栈​​：不含元素的空表
• ​​入栈​​（push）：在线性表尾部（栈顶）后新增一个元素
• ​​出栈​​（pop）：把线性表尾部（栈顶）的元素取出并从表中删除
• 可见，最后入栈的元素最先出栈，这种特性称为​​后进先出​​（LIFO）

二、栈的表示和实现

1、链式栈

（1）定义

链式栈是使用单链表结构实现的栈，其操作是单链表操作的特例，在此不加赘述。结构示意如下

2、顺序栈

（1）定义

• 顺序栈利用一组连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素，同时附设指针top和bottom指示栈顶和栈底的位置。
• 由于栈的大小不确定，通常使用动态申请数组来实现顺序栈
• 注意*top指针这里要指向真正栈顶的再上一个元素，这样处理比较方便，空栈判据为top==base



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（2）数据结构

#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 10

typedef struct

  int *base;//指向最下面元素 
  int *top;//指向真正顶部再上一个 
  int stacksize;
SqStack;

（3）基本操作

1、初始化栈 bool InitStack(SqStack &s)

• 申请空间，设置stacksize
• 令top=base（空栈判据）

//1 初始化
bool InitStack(SqStack &s)

  s.base = (int *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int));
  if(!s.base)
    exit(OVERFLOW);   
  s.top=s.base;
  s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
  return OK;

2、销毁栈 bool DestroyStack(SqStack &s)

• 释放空间
• top、base指针设NULL

//2 销毁栈
bool DestroyStack(SqStack &s)

  s.top=NULL;
  free(s.base);
  s.base=NULL;
  s.stacksize=0;
  return OK;

3、置空 bool ClearStack(SqStack &s)

• top=base
• 不需要释放空间，也不用对原有的栈中数据做任何操作

//3 置空
bool ClearStack(SqStack &s)

  s.top=s.base;
  return OK;

4、判空 bool StackEmpty(SqStack s)

• 判断top和base是否相等

//4 判空
bool StackEmpty(SqStack s)

  if(s.top==s.base)
    return true;
  else
    return false;

5、返回栈长度 int StackLength(SqStack s)

• length=top-base

//5 栈长度
int StackLength(SqStack s)

  return s.top-s.base;

6、栈顶元素 bool GetTop(SqStack s,int &e)

• 判断不是空栈
• 取top位置上一个元素

//6 栈顶元素
bool GetTop(SqStack s,int &e)

  if(StackEmpty(s))
    return ERROR;
  e=*(s.top-1);
  return OK;

7、入栈 bool push(SqStack &s,int e)

• 先判断空间是否足够，若不够要动态申请
• top位置赋值入栈的元素，后移top指针

//7 入栈
bool push(SqStack &s,int e)

  if(s.top-s.base>=s.stacksize)
  
    s.base=(int *)realloc(s.base,(s.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(int));
    if(!s.base)
      exit(OVERFLOW); 
    
    s.top=s.base+s.stacksize;
    s.stacksize+=STACKINCREMENT;  
  
  
  *s.top=e;
  s.top++; 
  return OK;

8、出栈 bool pop(SqStack &s,int &e)

• 先判断栈非空
• 取栈顶元素，移动top指针

//8 出栈
bool pop(SqStack &s,int &e)

  if(s.top==s.base)
    return ERROR;
  e=*(s.top-1);
  s.top--;
  return OK;

9、遍历栈 bool StackTraverse(SqStack s,bool (*visit)(int a))

//9 遍历栈
bool StackTraverse(SqStack s,bool (*visit)(int a))

  for(int *p=s.base;p<s.top;p++)
    if(visit(*p)==ERROR)
      return ERROR;
  return OK;
  


bool Visit(int a)

  cout<<a<<" ";
  return OK;