数据结构(C语言版 严蔚敏著)——栈和队列

栈的定义：

· 书本定义：栈是一个后进先出的线性表，它只要求只在表尾 进行删除和插入操作。

· 通俗定义：栈就是一个特殊的线性表（顺序表，链表），操作上有一些特殊性：

    -栈的元素必须“后进先出”。

    -栈的操作只能在这个线性表的表尾进行。

    -注：线性表的表尾对栈来说，是它的栈顶，响应的表头称为栈底。

栈的顺序存储结构：

· 因为栈的本质是一个线性表，线性表有两种存储形式，那么栈也有分为栈的

  顺序存储结构和栈的链式存储结构。

· 最快开始没有数据称为空栈，此时栈顶就是栈底。然后数据从栈顶进入，栈顶栈底分

  离，整个栈的当前容量变大。数据出栈时从栈顶弹出，栈顶下移，栈的当前容量变小。

注意：top指针始终指向栈顶元素的上方，也可根据自己的想法指在栈顶元素。

结构代码：

#define STACK_INIT_SIZE 100 //存储空间初始分配量
#define STACKINCREMENT 10   //存储空间分配增量
typedef int SElemType;
typedef struct {
    SElemType *base;    //在栈构造之前和销毁之后，base值为NULL
    SElemType *top;     //栈顶指针
    int stacksize;      //当前已分配的存储空间，以元素为单位
} SqStack;

 

· 这里定义了一个顺序存储的栈，它包含了三个元素：base，top，stacksize。

 

  其中base是指向栈底的指针变量，top是指向栈顶的指针变量，stacksize

  指示栈的当前可使用的最大容量。

创建一个栈：//InitStack

int InitStack(SqStack &S) {
    //构造一个空栈S
    S.base = (SElemType *) malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
    //存储分配失败
    if (!S.base)
        exit(0);
    S.top = S.base;
    S.stacksize = STACK_INIT_SIZE;
    return 1;
}

 

栈的插入和删除操作：

· 栈的插入操作（push），叫做进栈，也称为压栈，入栈。

· 栈的删除操作（pop），叫做出栈，也称为弹栈。

入栈操作

· 入栈操作又叫压栈操作，就是向栈中存放数据。

· 入栈操作要在栈顶进行，每次向栈中压入一个数据，top指针就要+1，直到栈满。

入栈算法：//Push

int Push(SqStack &S, SElemType e) {
    //插入元素e为新的栈顶元素
    if (S.top - S.base >= S.stacksize) {
        //栈满，追加存储空间
        S.base = (SElemType *) realloc(S.base, 
                                       (S.stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType));
        //出错退出
        if (!S.base)
            exit(0);
        //使top指针重新回到栈顶
        S.top = S.base + S.stacksize;
        S.stacksize += STACKINCREMENT;
    }
    *S.top++ = e;//赋值后，指针上移
    return 1;
}

出栈操作

· 出栈操作就是在栈顶取出数据，栈顶指针随之下移的操作。

· 每当从栈内弹出一个数据，栈的当前容量就-1。

出栈算法：//Pop

int Pop(SqStack &S,SElemType &e){
    //若栈不为空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值
    //并返回1，否则返回0
    if(S.top==S.base)
        return 0;
    //top指针下移，并赋值给e
    e=*--S.top;
    return 1;
}

清空一个栈

· 所谓清空一个栈，就是将栈中的元素全部作废，但栈本身物理空间并不发生改变。

· 只需将s.top的内容赋值为s.base，这样s.base等于s.top,这就表明栈空。