数据结构的概念大合集03(栈)

1、栈

1.1 栈的定义和特点

       栈是一种只能在一端进行插入或删除操作的线性表。在栈中,允许插入和删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。当栈为空时,称为空栈。栈的插入操作称为进栈或入栈,删除操作称为出栈退栈。

       栈的特点是“后进先出”,即后进栈的元素先出栈,英文表示为“last in first out,即LIFO

1.2 栈的基础操作

函数名 函数作用
InitStack(&s) 初识化线性表,构造一个空列表
DestroyStack(&s) 销毁线性表,释放为线性表L分配的内存空间
StackEmpty(s) 判断线性表是否为空表,若L为空表,则返回true,否则返回false
Push(&s,e) 进栈,将元素e插入栈中作为栈顶元素
Pop(&s,&e) 出栈,从栈s中删除栈顶元素,并将其赋值给e
GetTop(s,&e) 取栈顶元素,返回当前的栈顶元素,并将其赋值给e。

1.3 栈的顺序存储

1.3.1 顺序栈

       同线性表一样,栈里面的元素也可以采用顺序存储结构,即分配一块连续的存储空间来存放栈中的元素,并用一个变量(例如top)指向当前的栈顶元素,以反映栈中元素的变化。这种采用顺序结构的栈称为顺序栈。
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1.3.2 栈空,栈满,进栈,出栈的基本思想

  • 栈空:s->top == -1。
  • 栈满:s->top == MaxSize - 1 (data数组的最大下标)。
  • 进栈:先将栈顶指针top增1,然后将元素e放在栈顶指针处。
  • 出栈:现将栈顶指针top处元素取出放在e中,然后将栈顶指针减1.
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1.3.3 共享栈

       顺序栈的一种特殊表现形式,将两个类型相同的栈结合起来,这样可以避免栈溢出或内存浪费的情况。
       在设计共享栈的时候,由于一个数组(大小为MaxSize)有两端点,两个栈有两个栈底,让一个栈的栈底为数组的是始端,即下表为0处,另一个栈的栈底的为数组的末端,即下表为MaxSize-1处,这样,在两个栈中进栈元素时,栈顶向中间伸展。
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1.3.3.1 共享栈的4要素
  • 栈空:栈1为空top == -1;栈2为空top2 == MaxSize。
  • 栈满:top1 == top2-1。
  • 进栈:栈1进栈top1++ ; data[top1] = x; ==> data[++top1] = x;
               栈2进栈top-- ; data[top2] = x; ==> data[–top] = x;
  • 出栈:栈1出栈x = data[top1];top-- ; ==> x = data[top1–];
               栈2出栈x = data[top2] ; top2++; ==> x = data[top2++];

1.4 栈的链式存储

       即采用链式存储的栈称为链栈,但是与链表不同的是,链栈只有单链栈,不存在双链栈,所以将单链栈也直接称为链栈。

1.4.1 链栈的实现

       采用带头结点的单链表来实现栈链

1.4.2 链栈的4个要素

  • 栈空:s->next == NULL;
  • 栈满:因为是链栈,只有在内存溢出的情况下,才会出现满栈的情况,所以一般情况不考虑;
  • 进栈:新建一个结点存放元素e(由p指向它),将结点p插入头结点之后。
  • 出栈:取出首结点的data值并将其删除

注:
本文将主要探讨栈的概念,其中提及的各个函数操作将在后续的文章中详细展示,敬请读者期待。
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