数据结构初阶 栈

简介: 数据结构初阶 栈

一. 栈的基本介绍

1. 基本概念

栈是一种线性表 是一种特殊的数据结构

栈顶:进行数据插入和删除操作的一端

另一端叫做栈底

压栈:插入数据叫做压栈 压栈的数据在栈顶

出栈: 栈的删除操作叫做出栈 出栈操作也是在栈顶

栈遵循一个原则 叫做后进先出

(比如说子弹的弹夹 其实就是一种设计好的栈结构)

画图表示如下


2. 代码结构 (动态数组实现)

因为数组模式相对于链表模式来说 尾插的操作消耗更好些

此外因为静态的数组不能变更空间大小 所以说我们这里用动态数组的代码来实现一下

typedef int STDateType;
 
typedef struct Stack
{
    int* a;//存储数据的大小
    int Top;//栈顶
    int capacity;//容量大小
}ST;


二. 接口函数实现

1. 初始化栈

这个很简单 初始化栈里面的三个值就好

代码表示如下

//初始化
void STInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = (STDateType*)malloc(sizeof(STDateType)*4);
  if (ps->a == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  ps->Top = 0;//top是栈顶元素的下一个位置
  ps->capacity = 4;
}

我们这里要注意Top初始化值的不同后面几个操作Top也不同

初始化为0表示栈顶元素的下一个位置,初始化为1表示栈顶的位置

2. 压栈

这里我们需要考虑一个问题

我们压栈的时候是否空间满了呢?

所以在压栈之前我们先判断一下Top和capacity来看看栈空间是否满了

整体代码表示如下

void STPush(ST* ps, STDateType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->Top == ps->capacity)
  {
    STDateType* tmp = (STDateType*)realloc(ps->a, sizeof(STDateType) * ps->capacity * 2);
    if (tmp == NULL)
    {
      perror("realloc fail");
      return;
    }
    ps->a = tmp;
    ps->capacity *= 2;
  }
  ps->a[ps->Top] = x;
  ps->Top++;
}

来看看效果:

可以运行

3. 出栈

这个很简单 只需要考虑一个问题

是否删除了过多的数据导致错误

代码表示如下

//出栈
void STPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!STEmpty(ps));
 
   ps->Top--;
}

我们在打印压栈操作的时候已经用过我们的出栈操作,否则无法打印

效果如下:

4. 找到个数

这个很简单 返回Top的值就可以

//个数
int STSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
 
  return ps->Top;
}

5. 判断是否为空

这个也很简单 两行代码搞定

//判断空
bool STEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
 
  return ps->Top==0;
}

6. 摧毁栈

释放开辟出的内存空间 之后再指针置空就可以

这个也很简单 这里就不过多介绍了

//销毁
void STDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->a);
  ps->capacity = 0;
  ps->Top = 0;
  ps->a = NULL;
}

7.top的位置

//top的位置
STDateType STTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!STEmpty(ps));
 
  return ps->a[ps->Top - 1];
}

也很简单,根据前面我们top初始化的值,这里需要top-1


三. 两道简单的题目

题目一

一个栈的初始状态为空。现将元素1、2、3、4、5、A、B、C、D、E依次入栈,然后再依次出栈,则元素出栈的顺序是( )。

A 12345ABCDE

B EDCBA54321

C ABCDE12345

D 54321EDCBA

答案是B 遵循后进先出的原则

题目二

若进栈序列为 1,2,3,4 ,进栈过程中可以出栈,则下列不可能的一个出栈序列是()

A 1,4,3,2    B 2,3,4,1

C 3,1,4,2    D 3,4,2,1

首先来看A选项

我们先压栈1 再出栈1 压栈 2 3 4 再依次出栈就可以 没问题


B选项


我们先压栈 1 2 出栈2 再压栈3 4 再依次出栈就可以 没有问题


C选项


我们先压栈123 出栈3 之后再出栈1 这个就不对了 要想出栈1 必须先出栈2


所以答案是C


D选项


我们先压栈 1 2 3 再出栈3 然后压栈4 再依次出栈就可以 没有问题


以上便是本文所以内容了,如有错误请各位大佬不吝赐祭,感谢留言


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