数据结构 第5讲 顺序栈

数据结构 第5讲 顺序栈

   小张终于攒钱买了车,可是他家住在胡同的尽头,胡同很窄,只能通过一辆车,而且是死胡同,每天小张都为停车发愁,回家早了停在里面,早上上班就要让所有的人挪车,先让胡同口那辆出去,然后挨着一辆一辆出去,小张才能去上班。没办法,小张下班也不敢早回家了,等天黑了别的车都停进去了,再回去把车停在胡同口,这样早上就可以第一个去上班了。就这样,过起了"起早贪黑"的有车生活。

这里写图片描述

   我们看到这个胡同很窄,只能通过一辆车,而且是死胡同,只能从胡同口进出,画图:

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   小汽车是线性排列,而且只能从一端进出,后进的汽车先出去,这就是"栈",栈也是一种线性表,只不过它是操作受限的线性表,只能在一端操作,后进先出(Last In First Out,LIFO)。

进出的一端称为栈顶(top),另一端称为栈底(base)。栈可以用顺序存储,也可以用链式存储。我们先看顺序存储方式:
这里写图片描述

   从上图可以看出,需要两个指针,base指向栈底,top指向栈顶。

   顺序栈的结构体定义:

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栈定义好了之后,还要先定义个最大的分配空间,顺序结构都是如此,需要预先分配空间,因此可以采用宏定义:

define Maxsize 100 //预先分配空间,这个数值根据实际需要预估确定;

注意:栈只能在一端操作,后进先出,是人为规定的,也就是说不允许在中间查找、取值、插入、删除等操作,但顺序栈本身是顺序存储的,有人就想我非要从中间取一个元素,那肯定可以取出来,没有问题,但是这样做,就不是栈了。不按套路出牌啊~~~

下面讲解顺序栈的初始化、入栈,出栈,取栈顶元素等操作(元素以int类型为例)。

  1. 顺序栈初始化

    初始化一个空栈:
    

这里写图片描述

bool InitStack(SqStack &S) //构造一个空栈S
{
S.base = new int[Maxsize];//为顺序栈分配一个最大容量为Maxsize的空间
if (!S.base) //空间分配失败
return false;
S.top=S.base; //top初始为base,空栈
return true;
}
2. 入栈

入栈前要判断是否栈满,如果栈已满,则入栈失败,否则将元素放入栈顶,栈顶指针向上移动一个空间(top++)。

例如输入1,入栈:
这里写图片描述

接着输入2,入栈:

这里写图片描述
bool Push(SqStack &S, int e) // 插入元素e为新的栈顶元素

{

if (S.top-S.base == Maxsize) //栈满

    return false;

*(S.top++) = e; //元素e压入栈顶,然后栈顶指针加1,等价于*S.top=e; S.top++;

return true;

}

  1. 出栈

出栈前要判断是否栈空,如果栈是空的,则出栈失败,否则将栈顶元素暂存给一个变量,栈顶指针向下移动一个空间(top–)。

这里写图片描述

栈顶元素所在的位置实际上是S.top-1,因此把该元素取出来,暂存在变量e中,然后S.top指针向下移动一个位置。既然这样干脆先移动,即–S.top,然后再取元素就可以了。

例如4出队后:

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注意:因为顺序存储删除一个元素时,并没有销毁该空间,所以4其实还在那个位置,只不过下次再有元素进栈时,就把它覆盖了。相当于该元素已出栈,因为栈的内容是S.base 到S.top-1。

bool Pop(SqStack &S, int &e) //删除S的栈顶元素,暂存在变量e中

{

if (S.base == S.top) //栈空

    return false;

e = *(--S.top); //栈顶指针减1,将栈顶元素赋给e

return true;

}

  1. 取栈顶元素

取栈顶元素和出栈不同,取栈顶元素只是把栈顶元素复制一份,而出栈是指栈内不再包含这个元素。

例如取栈顶元素*(S.top-1),即元素4,取值后S.top的值没有改变,栈内元素的个数也没有改变。

这里写图片描述
int GetTop(SqStack S) //返回S的栈顶元素,栈顶指针不变

{

if (S.top != S.base) //栈非空

    return *(S.top - 1); //返回栈顶元素的值,栈顶指针不变

else

return -1;

}

顺序栈基本操作完整代码:

完整代码:

include

using namespace std;

define Maxsize 100 //预先分配空间,这个数值根据实际需要预估确定;

typedef struct SqStack {
int *base; //栈底指针
int *top; //栈顶指针
}SqStack;

bool InitStack(SqStack &S) //构造一个空栈S
{
S.base = new int[Maxsize];//为顺序栈分配一个最大容量为Maxsize的空间
if (!S.base) //空间分配失败
return false;
S.top=S.base; //top初始为base,空栈
return true;
}

bool Push(SqStack &S, int e) // 插入元素e为新的栈顶元素
{
if (S.top-S.base == Maxsize) //栈满
return false;
*(S.top++) = e; //元素e压入栈顶,然后栈顶指针加1,等价于*S.top=e; S.top++;
return true;
}

bool Pop(SqStack &S, int &e) //删除S的栈顶元素,暂存在变量e中
{
if (S.base == S.top) //栈空
return false;
e = *(–S.top); //栈顶指针减1,将栈顶元素赋给e
return true;
}

int GetTop(SqStack S) //返回S的栈顶元素,栈顶指针不变
{
if (S.top != S.base) //栈非空
return *(S.top - 1); //返回栈顶元素的值,栈顶指针不变
else
return -1;
}

int main()
{
int n,x;
SqStack S;
InitStack(S);//初始化一个顺序栈S
cout <<”请输入元素个数n:” <

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转载自blog.csdn.net/qq_41789959/article/details/81436358