详解数据结构中栈的定义和操作
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了详解数据结构中栈的定义和操作相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
摘要：本文为大家详解数据结构中栈的定义和操作。
本文分享自华为云社区《数据结构：详细讲解栈的定义、栈的操作》，作者： 高彬滔 。
1.栈的定义
栈（stack）：是只允许在一端进行插入或者删除操作的线性表（即后进先出，大概可以理解为吃饱了吐出来）
- 空栈：不含元素的空标配
- 栈顶：表尾端
- 栈底：表头端
- 进栈顺序：a1->a2->a3->a4->a5
- 出栈顺序：a5->a4-a3->a2->a1
2.对比线性表和栈基本操作
2.1 线性表的基本操作
- InitList(&L):初始化表。构造一个空的线性表L，分配内存空间
- DestoryList(&L):销毁操作。销毁线性表，并且释放线性表L所占用的空间
- ListInsert(&L,i,e):插入操作，在表L中的第i个位置上插入指定元素e
- ListDelete(&L,i,e):删除操作，删除表L中的第i个位置的元素，并且用e返回删除元素的值
- LocateElem(L,e):按值查找操作，在表L中查找具有给定关键字值的元素
- GetElem(L,i):按位查找操作，获取表L中第i个位置的元素的值
2.2 栈的基本操作
- InitStack(&S):初始化栈，构造一个空栈S，分配内存空间
- DestoryStack(&S):销毁栈，销毁并释放栈S所占用的内存空间
- Push(&S,x):进栈，若栈S未满，则将x加入使之成为新的栈顶
- Pop(&S,&x):出栈，若栈S非空，则弹出栈顶元素，并用x返回
- GetTop(S,&x):读栈顶元素，若栈S非空，则用x返回栈顶元素
其他常见操作： StackEmpty(S):判断一个栈S是否为空，若S为空，则返回true，否则返回false
3.顺序栈
3.1顺序栈的定义
#define MaxSize 10 //定义栈中元素的最大个数 typedef struct ElemType data[MaxSize]; //静态数组存放栈中的元素 int top; //栈顶指针 SqStack; //结构体重命名
声明一个顺序栈后就会在内存中分配一整片连续的空间,其中内存大小为:MaxSize*sizeof(ELemType)
void testStack() SqStack S; //声明一个顺序栈
3.2栈的初始化操作
由于栈顶指针top需要指向此时栈顶元素，所以让top指向0是不合理的，可以初始化让top指向-1;判断一个栈是否为空，即判断S.top是否等于-1
初始化栈：
void Inittack(SqStack) SqStack S; //声明一个顺序栈 S.top=-1;
判断栈空：
bool StackEmpty(SqStack S) if(S.top==-1) //栈空 return true; else return false; //非空
3.3进栈操作
分析：
- 判断栈是否为空
- 栈顶指针+1
- 新元素入栈
bool Push(SqStack &S,ElemType x) if(S.top==NaxSize-1) return false; S.top+=1; S.data[S.top]=x; return true;
3.4出栈操作
bool Push(SqStack &S,ElemType &x) if(S.top==-1) return false; x=S.data[S.top--]; return true;
3.5读栈顶元素操作
bool GetTop(SqStack &S,ElemType &x) if(S.top==-1) return false; x=S.data[S.top]; return true;
4.共享栈
两个栈共享同一片空间
#define MaxSize 10 //定义栈中元素的最大个数 typedef struct ElemType data[MaxSize]; //静态数组存放栈中的元素 int top0; //0号栈栈顶指针 int top1; //1号栈栈顶指针 SqStack; //结构体重命名 初始化栈： void InitStack(ShStack &S) S.top0=-1; S.top1=MaxSize;
5.链栈的定义
- 进栈/出栈都只能在栈顶一段进行
- 链头作为栈顶
typedef struct Linknode ElemType data; //数据域 struct Linknode *next; //指针域 *LiStack //栈类型定义
数据结构基础 栈的详解
一.栈的定义
栈(stack)是一种特殊的线性表,是一种只允许在表的一端进行插入或删除操作的线性表。表中允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶，最下面的那一端称为栈底。栈顶是动态的，它由一个称为栈顶指针的位置指示器指示。当栈中没有数据元素时，称之为空栈。栈的插入操作也称为进栈或入栈，栈的删除操作称为出栈或退栈。
栈的特点是先进后出
二.栈的基本操作
初始栈：创建一个空栈
入栈：在栈顶添加一个数据元素
出栈：删除栈顶数据元素
取栈顶元素：获取栈中当前栈顶的数据元素，栈中数据元素不变
求栈长度：获取栈中的数据元素个数
判断栈空：判断栈中是否有数据元素
三.栈的抽象数据类型
ADT 栈（stack）
数据元素 可以是任意类型，只要同属一个数据对象即可;
数据关系 数据元素之间呈线性关系，假设栈中有n个元素（a1, a2，a3，…，an）,则对
每一个元素ai(i=1,2,…,n-1)都存在关系(ai,ai+1)，并且a1无前趋，an无后继。
数据操作 将对栈的基本操作定义在接口IStack中，代码如下:
public interface IStack<E>
E push(E item);//入栈
E pop(); //出栈
E peek(); //取栈顶元素
int size(); //求栈的长度
void clear();//清空栈
boolean isEmpty(); //判断栈是否为空
四.用顺序栈实现栈
1.顺序栈的存储结构：
用一片连续的存储空间来存储栈中的数据元素，这样的栈称为顺序栈(sequence stack)。
栈顶指示器top设在数组第一个元素前面的位置，top随着插入和删除而变化，当栈为空时，top=-1
2.实现顺序栈的接口
public interface IStack<E>
E push(E e); //入栈
E pop(); //出栈
E peek();//取栈顶元素
boolean isEmpty();//判断栈是否为空
int size();//栈的尺寸
void clear();//清空栈
3.实现顺序栈
public class SeqStack<E> implements IStack<E>
private int maxsize; //栈的最大容量
private int top; //栈顶指针
private Object arr[];
public SeqStack(int maxsize)
arr = new Object[maxsize];
this.maxsize = maxsize;
top=-1;
public E push(E e)
if(!isFull())
arr[++top] = e;
return e;
return null;
public E pop()
if(!isEmpty())
return (E) arr[top--];
return null;
public E peek()
if(!isEmpty())
return (E) arr[top];
return null;
public boolean isEmpty()
if(top == -1)
return true;
else return false;
public int size()
if(!isEmpty())
return top+1;
return 0;
public void clear()
if (!isEmpty())
top=-1;
public boolean isFull()
if (top == maxsize)
return true;
else return false;
4.测试顺序栈
public class TestSeqStack
public static void main(String []args)
Integer data[] =1,24,32,3,33;
SeqStack<Integer> seqStack = new SeqStack<Integer>(5);
System.out.println("*******************");
for(int i= 0;i<5;i++)
System.out.print("入栈："+data[i]);
seqStack.push(data[i]);
System.out.println();
System.out.println("*******************");
while(true)
if(seqStack.isEmpty())
break;
System.out.print("出栈："+seqStack.pop().intValue());
System.out.println();
五.用链栈实现栈
1.链栈的存储结构
用链式存储结构存储的栈称为链栈(linked stack)。链栈通常用单链表来表示。
链栈结点的结构与单链表结点的结构一样，由数据域data和引用域next两部分组成。
栈顶指示器指向最后一个入链的元素。
2.单链节点
public class StackNode<E>
private E data;
private StackNode<E> next; //指向下一个节点
public StackNode()
public StackNode(E data)
this.data = data;
public StackNode(E e, StackNode<E> e1)
this.data = e;
this.next = e1;
public E getData()
return data;
public void setData(E data)
this.data = data;
public StackNode<E> getNext()
return next;
public void setNext(StackNode<E> next)
this.next = next;
3.单链节点实现链栈
public class LinkStack<E> implements IStack<E>
private StackNode<E> top;
private int size;
public LinkStack()
top = new StackNode<E>(null,null);
size=0;
public E push(E e)
StackNode<E> node = new StackNode<E>(e,top.getNext());
top.setNext(node);
size++;
return e;
public E pop()
if(top.getNext() !=null)
E e = top.getNext().getData();
top.setNext(top.getNext().getNext());
size--;
return e;
return null;
public E peek()
if(top.getNext()!=null)
return top.getNext().getData();
return null;
public boolean isEmpty()
if(top.getNext()!=null)
return false;
return true;
public int size()
return size;
public void clear()
top.setNext(null);
4.测试
public class TestLinkStack
public static void main(String []args)
Integer data[] =1,24,32,3,33;
LinkStack<Integer> linkStack = new LinkStack<Integer>();
System.out.println("*******************");
for(int i= 0;i<5;i++)
System.out.print("入栈："+data[i]);
linkStack.push(data[i]);
System.out.println();
System.out.println("*******************");
while(true)
if(linkStack.isEmpty())
break;
System.out.print("出栈："+linkStack.pop().intValue());
System.out.println();
六.总结
到了这里，栈的知识大概就差不多了解了。
如果有什么问题，欢迎大家评论指出，3q！
附上视频教学连接:
中国MOOC数据结构
以上是关于详解数据结构中栈的定义和操作的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章