顺序栈和链栈的定义和使用C语言实现(附有完整代码)

简介: 顺序栈和链栈的定义和使用C语言实现(附有完整代码)

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:

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