对stack概念的理解与应用

stack，中文翻译做“栈”，特点就是先进后出，后进先出。

像盖房子一样，新的数据总是被放在上层，若要取数据，就像拆房子，不要太暴力的方式，就要从顶层一层层往下拆。

stack有几种操作，push——进栈，pop——出栈，isempty——检查是否为空栈，top——栈顶元素位置。

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<malloc.h>
 3 #define DataType int
 4 #define MAXSIZE 1024
 5 typedef struct
 6 {
 7     DataType data[MAXSIZE];
 8     int top;
 9 }SeqStack;
10 SeqStack *Init_SeqStack()//栈初始化
11 {
12     SeqStack *s;
13     s=(SeqStack *)malloc(sizeof(SeqStack));//申请空间
14     if(!s)
15     {
16         printf("空间不足\n");
17         return NULL;
18     }
19     else
20     {
21         s->top=-1;
22         return s;
23     }
24 }
25 int Empty_SeqStack(SeqStack *s)//判栈空
26 {
27     if(s->top==-1) return 1;
28     else return 0;
29 }
30 int Push_SeqStack(SeqStack *s,DataType x)//入栈
31 {
32     if(s->top==MAXSIZE-1) return 0;//栈满不能入栈
33     else
34     {
35         s->top++;//栈顶+1
36         s->data[s->top]=x;//将元素放入data数组中
37         return 1;
38     }
39 }
40 int Pop_SeqStack(SeqStack *s,DataType *x)//出栈
41 {
42     if(Empty_SeqStack(s)) return 0;//栈空不能出栈
43     else
44     {
45         *x=s->data[s->top];
46         s->top--;//栈顶-1
47         return 1;
48     }//栈顶元素存入*x，返回
49 }
50 DataType Top_SeqStack(SeqStack *s)//取栈顶元素
51 {
52     if(Empty_SeqStack(s)) return 0;//栈空
53     else return s->data[s->top];
54 }
55 int Print_SeqStack(SeqStack *s)//打印栈中所有元素
56 {
57     int i;
58     printf("当前栈中的元素:\n");
59     for(i=s->top;i>=0;i--) printf("%3d",s->data[i]);
60     printf("\n");
61     return 0;
62 }
63 int main()
64 {
65     SeqStack *L;
66     int n,num,m;
67     int i;
68     L=Init_SeqStack();
69     printf("初始化完成\n");
70     printf("栈空：%d\n",Empty_SeqStack(L));
71     printf("请输入入栈元素个数：\n");
72     scanf("%d",&n);
73     printf("请输入要入栈的%d个元素：\n",n);
74     for(i=0;i<n;i++)
75     {
76         scanf("%d",&num);
77         Push_SeqStack(L,num);
78     }
79     Print_SeqStack(L);
80     printf("栈顶元素：%d\n",Top_SeqStack(L));
81     printf("请输入要出栈的元素个数（不能超过%d个）：\n",n);
82     scanf("%d",&n);
83     printf("依次出栈的%d个元素：\n",n);
84     for(i=0;i<n;i++)
85     {
86         Pop_SeqStack(L,&m);
87         printf("%3d",m);
88     }
89     printf("\n");
90     Print_SeqStack(L);
91     printf("栈顶元素：%d\n",Top_SeqStack(L));
92     return 0;
93 }

View Code

借助百度百科对于栈的介绍，利用链表的形式建了个栈，可以实现基本的操作，如进栈、出栈、判断空、打印栈中元素、返回栈顶元素。

听学长讲，貌似可以调用#include<vector>库实现对栈的操作。

栈在程序设计时有很多应用，举个最近正在用的例子，算术表达式求值。

例如对于中缀表达式3/5+8，将其改写为后缀表达式形式3 5 / 8 +，这就可以用栈进行计算了。

运算原理就是碰到数字就进栈，碰到运算符就取出栈顶前两个元素和此运算符进行运算，得到的数字再进栈，最后栈里的唯一元素即为值。

如1 2 + 8 2 - 7 4 - / *

步骤	栈中元素	说明
1	1	1进栈
2	12	2进栈
3		遇+号退栈2和1
4	3	1+2=3的结果3进栈
5	38	8进栈
6	382	2进栈
7	3	遇-号退栈2和8
8	36	8-2=6的结果6进栈
9	367	7进栈
10	3674	4进栈
11	36	遇-号退栈4和7
12	36	7-4=3的结果3进栈
13	3	遇/号退栈3和6
14	32	6/3=2的结果2进栈
15		遇*号退栈2和3
16	6	3*2=6进栈
17	6	扫描完毕，运算结束

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

中缀表达式转后缀表达式算法则为，建一个空栈存放运算符，遇到数字直接输出，并输出一个空格分隔开两个数字，遇到运算符则与栈顶元素比较优先级，大于就进栈，否则推出栈顶元素并输出，并输出一个空格分隔，遇到左括号进栈，遇到右括号则一直退栈输出，直到退到左括号止。当栈变成空时，输出的结果即为后缀表达式。

如(1+2)*((8-2)/(7-4))

步骤	栈中元素	输出结果	说明
1	(		(进栈
2	(	1	输出1
3	(+	1	+进栈
4	(+	1 2	输出2
5		1 2 +	+退栈输出，退栈到(止
6	*	1 2 +	*进栈
7	*(	1 2 +	(进栈
8	*((	1 2 +	(进栈
9	*((	1 2 + 8	输出8
10	*((-	1 2 + 8	输出2
11	*((-	1 2 + 8 2	- 进栈
12	*(	1 2 + 8 2 -	-退栈输出，退栈到(止
13	*(/	1 2 + 8 2 -	/ 进栈
14	*(/(	1 2 + 8 2 -	( 进栈
15	*(/(	1 2 + 8 2 - 7	输出7
16	*(/(-	1 2 + 8 2 - 7	-进栈
17	*(/(-	1 2 + 8 2 - 7 4	输出4
18	*(-	1 2 + 8 2 - 7 4 -	-退栈输出，退栈到(止
19	*	1 2 + 8 2 - 7 4 - /	/退栈输出，退栈到(止
20		1 2 + 8 2 - 7 4 - / *	*退栈并输出

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