C# 数据结构与算法系列(四) 栈

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原文链接：http://www.cnblogs.com/whtydn/archive/2009/07/31/1536266.html

本文详细介绍了栈这种数据结构的概念及其实现方式。栈是一种特殊的线性表，遵循后进先出的原则，主要介绍栈的基本操作如进栈(PUSH)与退栈(POP)，并提供了一个具体的栈实现案例。

栈（stack）在计算机科学中是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线形表。它按照后进先出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来，它只能在某一端插入和删除的特殊线性表。用桶堆积物品，先堆进来的压在底下，随后一件一件往堆。取走时，只能从上面一件一件取。堆和取都在顶部进行，底部一般是不动的。

栈就是一种类似桶堆积物品的数据结构，进行删除和插入的一端称栈顶，另一堆称栈底。插入一般称为进栈（PUSH），删除则称为退栈（POP）。栈也称为后进先出表（LIFO表）。

1、进栈（PUSH）算法
1、若TOP≥ｎ时，则给出溢出信息，作出错处理（进栈前首先检查栈是否已满，满则溢出；不满则作②）；
2、置TOP=TOP+1（栈指针加１，指向进栈地址）；
3、S(TOP)=X，结束（X为新进栈的元素）；

2、退栈（POP）算法
1、若TOP≤0，则给出下溢信息，作出错处理(退栈前先检查是否已为空栈，空则下溢；不空则作②)；
2、X=S(SOP)，（退栈后的元素赋给X）；
3、TOP=TOP-1，结束（栈指针减１，指向栈顶）。

下面看一下栈的实现接口：

   public interface IStack<T>
   {
       int Length();
       bool IsEmpty();
       void Clear();
       void Push(T items);
       T Pop();
       T GetPopValue();
   }

下面的代码是栈的实现的类：

Code

   public class JStack<T> : IStack<T>
   {
       private int size;
       private T[] item;
       private int top;

       public T this[int index]
       {
           get { return item[index]; }
           set { item[index] = value; }
       }

       public int Size
       {
           get { return size; }
           set { size = value; }
       }

       public int Top
       {
           get { return top; }
       }

       public JStack(int length)
       {
           top = -1;
           size = length;
           item = new T[length];
       }

       public int Length()
       {
           return top + 1;
       }

       public bool IsEmpty()
       {
           return (top == -1);
       }

       public void Clear()
       {
           top = -1;
       }

       public void Push(T items)
       {
           if (top < size - 1)
           {
               item[++top] = items;
           }
       }

       public T Pop()
       {
           T tmp = default(T);
           if (!IsEmpty())
           {
               tmp = item[top];
           }
           return tmp;
       }

       public T GetPopValue()
       {
           if (IsEmpty())
           {
               throw new ArgumentNullException("栈已经为空", "Item Null");
           }
           return item[top];
       }
    }

下面进行测试:

Code
           try
           {
               JStack<string> js = new JStack<string>(20);
               Console.WriteLine("------栈刚初始化完成----");
               Console.WriteLine(js.Length());
               Console.WriteLine(js.IsEmpty().ToString());
               js.Push("A");
               js.Push("B");
               js.Push("C");
               js.Push("D");
               Console.WriteLine("------栈已经插入数据----");
               Console.WriteLine(js.Length());
               Console.WriteLine(js.IsEmpty().ToString());

               Console.WriteLine("------取栈顶数据----");
               Console.WriteLine(js.GetPopValue().ToString());

               Console.WriteLine("------清栈----");
               js.Clear();
               Console.WriteLine(js.GetPopValue().ToString());
               Console.ReadLine();
           }
           catch (Exception ex)
           {
               Console.WriteLine(ex.Message);
               Console.ReadLine();
           }

当你需要把对象的顺序反过来的时候，你就可以按顺序把对象放栈里，然里再从栈里取出来，这时功能就实现了。

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