【数据结构】【王道】【栈与队列】顺序栈的实现及基本操作（可直接运行）

总目录

各部分的解释已经以注释形式写于代码中。

1.基本操作

1.1 结构体定义

typedef struct {    // 定义顺序栈
    int data[MaxSize];  // 静态数组存放栈中元素
    int top;    // 栈顶指针：指向目前栈顶元素的位置
} SeqStack;

1.2 初始化

// 初始化
void InitStack(SeqStack &S) {
    // 初始化栈顶指针，由于在顺序栈中，0表示栈底部的位置
    // 所以初始应赋小于0的值，常用-1
    S.top = -1;
}

1.3 判空

// 判断栈空
bool StackEmpty(SeqStack S) {
    // 空栈条件：栈顶指针等于-1！！！
    // 说明栈中没有任何元素
    if(S.top == -1) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

1.4 入栈

// 进栈操作
// 类似于线性表的插入操作，即“增”操作
// 但由于栈的特殊性，只允许在栈顶进行操作，所以可称为进栈操作
// 即在栈顶增加元素
bool Push(SeqStack &S, int x) {
    // 判断栈是否已满，由于top是静态数组最后一个元素的下标（栈顶元素下标）
    // 所以只需要判断top值是否已经达到静态数组最大长度-1即可
    if(S.top == MaxSize - 1) {
        return false;
    }
    // top指针+1-->下标加一，指向数组后一位
    S.top = S.top + 1;
    // 新元素入栈
    S.data[S.top] = x;
    // 以上操作等价于S.data[++S.top] = x;
    return true;
}

1.5 出栈

// 出栈操作
// 类似于线性表的删除操作，即“删”操作
// 但由于栈的特殊性，只允许在栈顶进行操作，所以可称为出栈操作
// 即在栈顶弹出元素
bool Pop(SeqStack &S, int &x) {
    // 栈顶指针等于-1，栈为空，不可删除
    if(S.top == -1) {
        return false;
    }
    // 注意：虽然在此处出栈操作栈顶指针减一，可视为删除成功
    // 但实际上数据仍然保留在存储单元中，只是从逻辑上删除了
    // 将栈顶元素赋给x，x为引用变量，可从外部获取弹出的数据
    x = S.data[S.top];
    // 栈顶指针减一
    S.top = S.top - 1;
    // 以上操作等价于x= S.data[S.top--]
    return true;
}

1.6 取栈顶元素

// 读取栈顶元素
// 与出栈操作类似，但并不会改变栈顶指针的值
bool GetTop(SeqStack S, int &x) {
    // 栈顶指针等于-1，栈为空，不可删除
    if(S.top == -1) {
        return false;
    }
    // 栈顶元素
    x = S.data[S.top];
    return true;
}

1.7 弹出并输出栈中所有元素

// 输出栈中所有元素
// 由于栈只能从一端进行操作，所以想要输出所有元素，就必须要将所有元素弹出并输出
void PrintStack(SeqStack S) {
    if(StackEmpty(S)) {
        printf("the stack is empty!");
    }
    while(!StackEmpty(S)) {
        int x;
        Pop(S, x);
        printf("pop:%d\n", x);
    }
}

2.完整代码

#include<stdio.h>

#define MaxSize 10  // 定义栈中元素最大个数

typedef struct {    // 定义顺序栈
    int data[MaxSize];  // 静态数组存放栈中元素
    int top;    // 栈顶指针：指向目前栈顶元素的位置
} SeqStack;

// 初始化
void InitStack(SeqStack &S) {
    // 初始化栈顶指针，由于在顺序栈中，0表示栈底部的位置
    // 所以初始应赋小于0的值，常用-1
    S.top = -1;
}

// 判断栈空
bool StackEmpty(SeqStack S) {
    // 空栈条件：栈顶指针等于-1！！！
    // 说明栈中没有任何元素
    if(S.top == -1) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

// 进栈操作
// 类似于线性表的插入操作，即“增”操作
// 但由于栈的特殊性，只允许在栈顶进行操作，所以可称为进栈操作
// 即在栈顶增加元素
bool Push(SeqStack &S, int x) {
    // 判断栈是否已满，由于top是静态数组最后一个元素的下标（栈顶元素下标）
    // 所以只需要判断top值是否已经达到静态数组最大长度-1即可
    if(S.top == MaxSize - 1) {
        return false;
    }
    // top指针+1-->下标加一，指向数组后一位
    S.top = S.top + 1;
    // 新元素入栈
    S.data[S.top] = x;
    // 以上操作等价于S.data[++S.top] = x;
    return true;
}

// 出栈操作
// 类似于线性表的删除操作，即“删”操作
// 但由于栈的特殊性，只允许在栈顶进行操作，所以可称为出栈操作
// 即在栈顶弹出元素
bool Pop(SeqStack &S, int &x) {
    // 栈顶指针等于-1，栈为空，不可删除
    if(S.top == -1) {
        return false;
    }
    // 注意：虽然在此处出栈操作栈顶指针减一，可视为删除成功
    // 但实际上数据仍然保留在存储单元中，只是从逻辑上删除了
    // 将栈顶元素赋给x，x为引用变量，可从外部获取弹出的数据
    x = S.data[S.top];
    // 栈顶指针减一
    S.top = S.top - 1;
    // 以上操作等价于x= S.data[S.top--]
    return true;
}

// 读取栈顶元素
// 与出栈操作类似，但并不会改变栈顶指针的值
bool GetTop(SeqStack S, int &x) {
    // 栈顶指针等于-1，栈为空，不可删除
    if(S.top == -1) {
        return false;
    }
    // 栈顶元素
    x = S.data[S.top];
    return true;
}

// 输出栈中所有元素
// 由于栈只能从一端进行操作，所以想要输出所有元素，就必须要将所有元素弹出并输出
void PrintStack(SeqStack S) {
    if(StackEmpty(S)) {
        printf("the stack is empty!");
    }
    while(!StackEmpty(S)) {
        int x;
        Pop(S, x);
        printf("pop:%d\n", x);
    }
}

int main() {
    SeqStack S;
    InitStack(S);
    int x;
    Push(S, 3);
    GetTop(S, x);
    printf("push:%d\n", x);
    Push(S, 5);
    GetTop(S, x);
    printf("push:%d\n", x);
    Push(S, 7);
    GetTop(S, x);
    printf("push:%d\n", x);
    PrintStack(S);
    return 0;
}

3.运行截图