栈--C++类的实现

一.栈的定义

栈是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表

把允许插入和删除的一端称为栈顶top

另一端称为栈底bottom

不含有任何数据元素的称为空栈

栈被称为Last In First Out的线性表，简称LIFO结构

二.栈的顺序存储结构及实现

栈的顺序结构存储也叫顺序栈

栈的结构定义：

template <class T>
typedef struct{
  T data[maxSize];  
  int top;        //用于栈顶指针
}SeqStack;

栈的进栈操作算法思路：

• 判断是否栈满

• 栈顶指针+1

• 将元素插入到栈中

template <class T>
bool Push(SeqStack *s,T e){
  if(top==maxSize-1){
    return false;
  }
  s.top++;
  s.data[s.top]=e;
  return true;
}

栈的出栈操作算法思路：

• 判断是否栈空

• 将所要删除的元素的数据带出

• 栈顶指针-1

template <class T>
bool Pop(SeqStack *s,T &e){
  if(s.top==-1){
    return false;
  }
  e=s.data[s.top];
  top--;
  return true;
}

两个操作没有任何循环语句，所以时间复杂度都是O（1）

三.栈的链式存储及实现

栈的链式存储简称链栈

链栈的结构体如下：

template <class T>
typedef struct StackNode{
  T data;       //数据域
  struct StackNode *next;  //指针域
}*StackNode;

template <class T>
typedef struct{
  StackNode top; //定义栈顶TOP指针
  int count;   //记录链表的元素个数
}LinkStack; 

链栈的进栈操作，其算法思路如下：

• 给进栈元素申请一个新的结点

• 将元素的值赋给新结点的数据域

• 类似于单链表的插入操作，将新结点接入到链表当中

• 将count++；

其代码如下：

template <class T>
bool Push(LinkStack* s,T x){
  LinkStack* newNode=new LinkStack；
  newNode.data=x;       
  newNode->next=s.top;  //把上一个元素赋值给新节点的直接后继，实现连接
  s.top=newNode;       //将新的结点赋值给栈顶指针
  s.count++;
  return true;
}

链栈基本不存在栈满的问题，除非是计算机的内存不够，所以我们就不用像顺序栈那样考虑栈满的问题

链栈的出栈操作，其算法思路如下：

• 定义一个新结点p

• 首先判断是否栈空，如果栈空返回错误

• 否则，将删除的结点的数据带出

• 然后类似单链表的删除操作删除结点，释放空间

• 将count--；

• 出栈成功

其代码如下：

template <class T>
bool Pop(LinkStack *s,T &x){
  LinkStack *p;
  if(s!=NULL){
    return false;
  }
  x=s.data;
  p=s.top;
  s.top=s.top.next;
  delete p;
  s.count--;
  return true;
}

如果使用过程中元素内容变化特别大，建议使用链栈；

否则，一般是使用顺序栈更好

四.两栈共享空间

一般是用于俩个相同类型的栈 ，完全可以用一个数组来存储两个栈

栈满的条件是top1+1==top2

即两个栈顶指针见面的时候

使用这样的数据结构通常是两个栈具有相反需求关系的时候

这里不做过多讲解

下一篇文章会专门讲到栈的应用