数据结构笔记（七）-- 顺序栈
2024-05-12 01:21:55
栈的实现
一、栈的定义
栈（stack）：是限定仅在表位进行插入或者删除操作的线性表。即先进后出
表尾端成为栈顶（top）
表头端称为栈底（bottom）
二、栈的顺序存储结构
stacksize 用于指示栈大小
三、栈顶指针指向
非空栈中栈顶指针始终指向栈顶元素的下一个位置
四、栈的操作定义
//1、创建栈并初始化栈
void InitStack(pSqStack S);
//2、销毁栈S
void DestroyStack(pSqStack S);
//3、把S置为空栈
void ClearStack(pSqStack S);
//4、若栈S为空栈，则返回true，否则返回false
bool StackEmpty(pSqStack S);
//5、返回S的元素个数，即栈的长度
int StackLength(pSqStack S);
//6、获取栈顶元素
bool GetTop(pSqStack S, SElemType &e);
//7、压栈
void Push(pSqStack S, SElemType e);
//8、出栈
bool Pop(pSqStack S, SElemType &e);
//9、栈遍历
void StackTraverse(pSqStack S);
五、栈的操作实现
1、创建栈并初始化栈
void InitStack(pSqstack S)
{ // 构造一个空栈SS->bottom = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));if (S->bottom == NULL)// 存储分配失败{exit(-1);}S->top = S->bottom;S->stacksize = STACK_INIT_SIZE;
}
2、销毁栈
void DestroyStack(pSqStack S)
{ // 销毁栈S，S不再存在free(S->bottom);S->bottom = NULL;S->top = NULL;S->stacksize = 0;
}
3、把S置为空栈
void ClearStack(pSqStack S)
{ S->top = S->bottom;
}
4、判断栈是否为空
//4、若栈S为空栈，则返回true，否则返回false
bool StackEmpty(pSqStack S)
{ if (S->top == S->bottom)return true;elsereturn false;
}
5、返回S的元素个数，即栈的长度
int StackLength(pSqStack S)
{ return S->top - S->bottom;
}
6、获取栈顶元素
bool GetTop(pSqStack S, SElemType &e)
{ // 若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回true；否则返回falseif (S->top > S->bottom){e = *(S->top - 1);return true;}elsereturn false;
}
7、压栈
void Push(pSqStack S, SElemType e)
{ // 插入元素e为新的栈顶元素if (S->top - S->bottom >= S->stacksize) // 栈满，追加存储空间{S->bottom = (SElemType *)realloc(S->bottom, (S->stacksize + STACK_INCREMENT) * sizeof(SElemType));//扩充栈if (S->bottom == NULL)exit(-1); // 存储分配失败S->top = S->bottom + S->stacksize;//栈顶指针为 新地址的首地址+原栈大小S->stacksize += STACK_INCREMENT;//扩充后栈的大小}*(S->top)++ = e;//将数据e压入栈，栈顶指针加1 等价于*(S->top)= e;S->top=S->top+1;
}
8、出栈
bool Pop(pSqStack S, SElemType &e)
{ // 若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERRORif (S->top == S->bottom)//栈为空return false;e = *--S->top;//栈不为空返回栈顶元素，将栈顶数据赋值给e出栈，栈顶指针减1 等价于S->top=S->top-1,e = *(S->top);return true;
}
9、栈遍历
void StackTraverse(pSqStack S)
{ // 从栈底到栈顶依次遍历栈中每个元素SElemType * p= S->bottom;while (S->top > p){ printf(" %d",*p);p++;}printf("\n");
}
最后给出完整代码
// 栈.cpp
//#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
#define STACK_INIT_SIZE 10//存储空间初始分配量
#define STACK_INCREMENT 2//存储空间分配增量
typedef int SElemType;
typedef struct SqStack{//顺序栈SElemType *bottom;//在栈构造之前和销毁之后，bottom的值为NULLSElemType *top;//栈顶指针int stacksize;//当前已分配的存储空间，以SElemtype大小为单位
}SqStack,*pSqStack;
//1、创建栈并初始化栈
void InitStack(pSqStack S);
//2、销毁栈S
void DestroyStack(pSqStack S);
//3、把S置为空栈
void ClearStack(pSqStack S);
//4、若栈S为空栈，则返回true，否则返回false
bool StackEmpty(pSqStack S);
//5、返回S的元素个数，即栈的长度
int StackLength(pSqStack S);
//6、获取栈顶元素
bool GetTop(pSqStack S, SElemType &e);
//7、压栈
void Push(pSqStack S, SElemType e);
//8、出栈
bool Pop(pSqStack S, SElemType &e);
//9、栈遍历
void StackTraverse(pSqStack S);int main()
{SqStack S ;InitStack(&S);printf("S.bottom = %p\n S.top = %p\n S.stacksize = %d\n",S.bottom,S.top,S.stacksize);DestroyStack(&S);printf("S.bottom = %p\n S.top = %p\n S.stacksize = %d\n", S.bottom, S.top, S.stacksize);InitStack(&S);if (StackEmpty(&S)){printf("栈为空栈\n");}else{printf("栈不为空栈\n");}for (int i = 0; i < 10; i++){Push(&S, 2 * i);}printf("栈内的元素有：\n");StackTraverse(&S);SElemType e;printf("栈的大小为%d\n", StackLength(&S));int Length = StackLength(&S);for (int j = 0; j < Length; j++){Pop(&S, e);printf("出栈第 %d 个元素值为 %d \n",j+1, e);}printf("栈的大小为%d\n", StackLength(&S));return 0;
}//1、创建栈并初始化栈
void InitStack(pSqStack S)
{ // 构造一个空栈SS->bottom = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));if (S->bottom == NULL)// 存储分配失败{exit(-1);}S->top = S->bottom;S->stacksize = STACK_INIT_SIZE;
}//2、销毁栈S
void DestroyStack(pSqStack S)
{ // 销毁栈S，S不再存在free(S->bottom);S->bottom = NULL;S->top = NULL;S->stacksize = 0;
}
//3、把S置为空栈
void ClearStack(pSqStack S)
{ S->top = S->bottom;
}//4、若栈S为空栈，则返回true，否则返回false
bool StackEmpty(pSqStack S)
{ if (S->top == S->bottom)return true;elsereturn false;
}
//5、返回S的元素个数，即栈的长度
int StackLength(pSqStack S)
{ return S->top - S->bottom;
}
//6、获取栈顶元素
bool GetTop(pSqStack S, SElemType &e)
{ // 若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回true；否则返回falseif (S->top > S->bottom){e = *(S->top - 1);return true;}elsereturn false;
}
//7、压栈
void Push(pSqStack S, SElemType e)
{ // 插入元素e为新的栈顶元素if (S->top - S->bottom >= S->stacksize) // 栈满，追加存储空间{S->bottom = (SElemType *)realloc(S->bottom, (S->stacksize + STACK_INCREMENT) * sizeof(SElemType));//扩充栈if (S->bottom == NULL)exit(-1); // 存储分配失败S->top = S->bottom + S->stacksize;//栈顶指针为 新地址的首地址+原栈大小S->stacksize += STACK_INCREMENT;//扩充后栈的大小}*(S->top)++ = e;//将数据e压入栈，栈顶指针加1 等价于*(S->top)= e;S->top=S->top+1;
}
//8、出栈
bool Pop(pSqStack S, SElemType &e)
{ // 若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERRORif (S->top == S->bottom)//栈为空return false;e = *--S->top;//栈不为空返回栈顶元素，将栈顶数据赋值给e出栈，栈顶指针减1 等价于S->top=S->top-1,e = *(S->top);return true;
}
//9、栈遍历
void StackTraverse(pSqStack S)
{ // 从栈底到栈顶依次遍历栈中每个元素SElemType * p= S->bottom;while (S->top > p){ printf(" %d",*p);p++;}printf("\n");
}
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