栈的基本内容:
无论是我们接下来要讲的栈还是后面要讲到的队列,他们虽然在名字上不同于我们之前的顺序表或者单链表,但是它们本质也是线性表
,只是在基本操作上没有表那么“自由”。比如:栈只能从栈顶进行插入和删除,而队列只能从对头进行删除,队尾进行插入。
举例:
叠放在一起的盘子,当想要加入新的盘子时,只能在底部或者尾部加入,删除同样也是。
空栈:
栈顶和栈底:
顺序栈:
既然上文都说到“栈”和“队列”都是一种“特殊的”线性表”,那么顺序栈,顾名思义就是按照顺序存储的栈。
定义:
既然是顺序存储的,那么我们依然可以和顺序表相类似,采用数组去存放!
typedef struct { int data[size]; int top;//栈顶指针 }seqstack;//seqstack为结构体类型
入栈操作:
对于顺序表的插入操作,我们在栈中叫做“入栈”
,由于栈的特殊性,只能在栈顶进行操作。
需要提醒的是:一定是栈顶指针先进行移动,再将新插入的元素赋给栈顶空间。
也就是说S.top = S.top + 1;S.data[S.top] = x;
的顺序不能发生颠倒。
void Pushstack(seqstack& S) { if (S.top == size) printf("栈满,拒绝元素继续入栈!"); else { printf("请依次输入你要入栈的元素:\n"); int x,i; for (i = 0; i < size; i++) { scanf("%d", &x); S.top = S.top + 1; S.data[S.top] = x; printf("入栈成功!\n"); } } }
举例:
出栈:
虽然是“出栈”,但是如果后续没有入栈操作对出栈位置进行数据覆盖的话,其实出栈并不是真正意义上的“消失”,只是在逻辑上上被删除了,其实给出下标地址,依然可以找到该元素。
**return S.data[S.top];**就是将该元素的值返回,以便下次能够快速找到。
int PopStack(seqstack& S) { if (S.top == -1) { printf("栈为空,没有元素输出!"); } { printf("当前栈顶元素为:"); return S.data[S.top]; S.top = S.top - 1; } }
关于顺序栈的其他操作都是比较简单的,这里就不一一进行讲解了,需要注意的事项我会在下面的完整代码中注释出来!
顺序栈的缺点:
栈的大小不可发生变化。
出栈顺序的计算方法:
如上图所示:
进栈顺序为a->b->c->d->e,则对应的出栈顺序为e->d->c->b->a
但有时候出栈和进栈是穿插进行的:
举例:
这种进栈出栈穿插的方式有很多种。
由此,我们可以得出一个结论:
链栈:
既然上文都说到“栈”和“队列”都是一种“特殊的”线性表”,那么链栈,顾名思义就是按照链式存储的栈。
基本实现方法和单链表相同,这里就不一一进行讲解了,需要注意的事项我会在下面的完整代码中注释出来!
链栈完整代码如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define size 5 typedef struct LinkNode { int data; struct LinkNode* next; }Linkstack; //初始化 void Iniststack(Linkstack *L) { L= (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode)); if (!L->data) { printf("申请失败"); } else { L->data = 0; L->next = NULL; } } //入栈 void Pushstack(Linkstack *L) { int e,x; printf("请输入你要创建的链栈长度:"); scanf("%d", &x); printf("请输入你要入栈的元素:\n"); for (int i = 0; i < x; i++) { LinkNode* s = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode)); scanf("%d", &e); s->data = e; s->next = L->next; L->next = s; } } //出栈 int Popstack(Linkstack* L) { LinkNode* s= L->next; s->data = L->data; L->next = s->next; return s->data; } //读取栈顶元素 int Getstack(Linkstack* L) { if (!L->data) { printf("栈为空!"); } else { int e = L->next->data; return e; } } //输出栈中元素 void Printsatck(Linkstack* L) { if (!L->data) { printf("栈为空!"); } else { LinkNode* p; p = L; printf("栈中元素如下:"); while (p) { p = p->next; printf("%d", p->data); } } } int main() { Linkstack L; Iniststack(&L); Pushstack(&L); Popstack(&L); Getstack(&L); Printsatck(&L); }
输出:
顺序栈完整代码如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define size 5 typedef struct { int data[size]; int top; }seqstack; //初始化操作 void InistStack(seqstack &S) { S.top = -1; } //判空操作 void IsEmpty(seqstack& S) { if (S.top == -1) printf("目前栈为空!\n"); } //入栈操作 void Pushstack(seqstack& S) { if (S.top == size) printf("栈满,拒绝元素继续入栈!"); else { printf("请依次输入你要入栈的元素:\n"); int x,i; for (i = 0; i < size; i++) { scanf("%d", &x); S.top = S.top + 1; S.data[S.top] = x; printf("入栈成功!\n"); } } } //读取栈顶元素 void Getstack(seqstack& S) { if (S.top == -1) { printf("栈为空,没有元素输出!"); } { printf("当前栈顶元素为:"); printf("%d\n", S.data[S.top]); } } //输出栈中元素 void Printstack(seqstack& S) { if (S.top == -1) { printf("栈为空,没有元素输出!"); } else { printf("栈中元素如下:"); for (int i = 0; i < size; i++) { printf("%d", S.data[i]); } printf("\n"); } } //出栈 int PopStack(seqstack& S) { if (S.top == -1) { printf("栈为空,没有元素输出!"); } { printf("当前栈顶元素为:"); return S.data[S.top]; S.top = S.top - 1; } } //删除栈顶元素 int Deletestack(seqstack& S) { if (S.top == -1) { printf("栈为空!\n"); } else { int e; for (int i = 0; i < size; i++) { e = S.data[S.top]; S.top = S.top - 1; return e; } printf("所有元素已被删除!\n"); } } //清栈 void Clearstack(seqstack& S) { S.top = -1; printf("栈已经被清空!\n"); } int main() { seqstack S; int x; InistStack(S); IsEmpty(S); Pushstack(S); Getstack(S); Printstack(S); /*x=PopStack(S);*/ Deletestack(S); Clearstack(S); Printstack(S); }
输出: