两栈共享存储空间

Posted 2020-10-08

   两栈共享空间就是指，当其中一个栈的空间用光时，可以借用另外一个栈的空间，这样就大大提高了空间的利用率。

   一个数组有两个端点，一个起始端点，另一个是数组末尾。而两个栈有两个栈底，我们就将其中一个栈底作为数组的起始端点，另一个栈底作为数组的末端。两个栈如果增加元素，就向中间延伸。

   那么，我们该如何操作这个共享空间的栈呢？其中一个栈的top指针指向数组0处，另一个栈的top指针指向数组(n-1)处，n为数组长度。当top1 = -1， top2 = n时，意味着栈1和栈2都为空栈。当有数据存放在栈1中时，那么top1++,如果有元素存放在栈2中，则top2--。那么如何开辟两栈共享空间这样的结构呢？很明显需要一个数组，还需要两个指针，一个指向数组的顶端作为栈1的栈顶指针，另一个指向数组的底端作为栈2的栈顶指针。代码如下：

typedef struct{
    
    SElemType data[MAXSIZE];
    int top1;     //栈1的栈顶指针 
    int top2;     //栈2的栈顶指针
}SqDoubleStack;

   那么如何实现元素的插入呢？首先你得确定插入的是栈1还是栈2，所以需要一个判断栈1还是栈2的变量stackNumber。当实现元素的插入时，首先得判断栈是否为满栈，如果满栈，则插入失败，因为已经没有空间放入新的元素了。什么时候是满栈呢？当指针top1和指针top2相差为1时，也就是两个指针见面时，此时为满栈。代码如下：

top1 + 1 == top2;

如果不是满栈，则可以继续插入元素，此时，就是判断是放入栈1还是栈2。如果是放入栈1，则

s->data[++s->top1] = e;

如果是放入栈2，则

s->data[--S->top2] = e;

完整代码如下：

Status Push ( SqDoubleStack *S, ElemType e, int stackNumber )
{
    if ( top1 + 1 == top2 )
        return ERROR;
    
    if ( stackNumber == 1 )
        S->data[++S->top1] = e;
    if ( stackNumber == 2 )
        S->data[--S->top2] = e;
        
    return OK;

}

   同样的，元素的删除也就是元素的弹出(POP)操作，跟元素的弹入(PUSH)类似。想要删除元素，首先要判断是栈1的元素还是栈2的元素，如果是栈1的元素，接着要判断栈1是否为空栈，如果为空栈，则删除失败，如果不为空栈，则

--S->top1;

如果是栈2的元素，要判断栈2是否为空栈，如果不为空栈，则

++S->top2;

完整代码如下：

Status ( SqDoubleStack *S, ElemType *e, int stackNumber )
{
    if ( stackNumber == 1 ){
    
        if ( S->top1 == -1 )
            return ERROR;
        
        *e = S->data[S->top1--];
        
    }
    
    if ( stackNumber == 2 ){
    
        if ( S->top2 == MAXSIZE )
            return ERROR;
            
        *e = S->data[S->top2++];
  
    }

    return OK;
}

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