数据结构知识整理 - 链栈

最新推荐文章于 2022-10-07 22:43:23 发布

至肝主义圈毛君

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分类专栏：数据结构文章标签：数据结构链栈

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本文主要介绍了栈的概念，强调了栈的后进先出特性，并通过日常生活中的例子进行解释。接着详细讲解了链栈的存储结构，指出链栈通常使用单链表实现。此外，还详述了链栈的初始化、入栈、出栈和取栈顶元素等基本操作。

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栈的定义

栈和队列是两种重要的线性结构，与一般线性表不同，它们是操作受限的特殊线性表，主要用于辅助其他数据结构的操作和处理，基本不用于存储数据元素信息。

栈（stack）是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表，即后进先出（Last In First Out，LIFO）。因此，对栈来说，表尾端有其特殊含义，称为栈顶（top），相应地，表头端称为栈底（bottom）。不含元素的空表称为空栈。

日常生活中有许多栈的例子。例如，盘子洗好从下往上叠，用的时候从上往下拿；货物进仓从里往外堆放，取货的时候从外往里取出等等。

在程序设计时，如果需要按照保存数据时相反的顺序来使用数据，则可以用栈来实现。例如，括号（字符）的嵌套，从里往外嵌套，从外往里求解；算术运算符的优先级，按一定条件入栈和出栈运算等等。

链栈的存储结构

链栈是指采用链式存储结构实现的栈，通常采用单链表。

初始状态时，栈底结点为空，即 LinkStack S == NULL; ，这同时也是判断空栈的条件；

当插入新结点时，S指向新结点，新结点指向栈底结点，栈底结点依然为空。

typedef struct StackNode
{
    Elemtype data;

    struct StackNode *next;

} StackNode, *LinkStack;

链栈的各项操作

栈的主要操作是在栈顶插入和删除元素，所以以链表的头部作为栈顶（指针）最为合适。

初始化

构造空栈。

void InitStack(LinkStack &S)
{
    S = NULL;
}

入栈

链栈在入栈前不需要判断是否栈满，只需要为入栈元素动态分配一个结点空间。

void Push(LinkStack &S, Elemtype e)
{
    StackNode *p = new StackNode;
    p->data = e;
    p->next = S;
    S = p;
}

出栈

链栈在出栈前同样需要判断是否空栈，而且还需要释放出栈元素的空间。

Elemtype Pop(LinkStack &S, Elemtype &e)
{
    if(S == NULL) exit(-1);

    e = S->data;

    StackNode *p = S;    /*用p临时保存出栈结点的空间，以备释放*/

    S = S->next;

    delete p;            /*使用完出栈元素，可以释放空间*/

    return e;            /*返回出栈元素信息*/
}

取栈顶元素

栈非空，取元素，栈顶指针不变。

Elemtype GetTop(LinkStack S, Elemtype &e)
{
    if(S != NULL)
        return S->data;
}