数据结构——栈

镇楼图

Pixiv:望月けい

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〇、栈构建前的细节问题

采用顺序结构还是链式结构

实现的方式有所不同，如果是临时使用且不存在已造好的轮子的情况下，我建议直接顺序结构实现，而且空间要足够大，不存在满栈一说，越简单越好

由于栈本身操作受限，无论是顺序结构实现也好还是链式结构实现也好，之间的差别并不会特别影响时间复杂度

不过有一点要说明，在使用出栈时，顺序结构的栈并非真的删除了元素（其值还保留在原处），而链式结构的栈确确实实会删除元素

是否带头节点

在实现中，一般顺序结构不带头节点简化操作，而链式结构会带上头节点方便只有一个元素时删除

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一、顺序栈

顺序栈的实现极其简单，只需要带上栈顶指针即可

typedef struct{
	int value;
}element,*Element;

typedef struct{
	Element data;//数组
    int top;//栈顶指针
    int len;//可容纳最大长度
}stack;

操作

(1)创建栈

void stack_create(stack &L,int length){
	L.data = (Element)malloc(sizeof(element)*length);
    L.top = 0;
    L.len = length;
}

(2)清空栈

void stack_clear(stack &L){
	L.top = 0;
}

(3)删除栈

void stack_delete(stack &L){
    realloc(L.data,0);
}

(4)判断是否空栈/满栈

bool stack_iffull(stack L){
	return (L.top == L.len) ? true : false ;
}

bool stack_ifempty(stack L){
	return (!L.top) ? true : false ;
}

(5)入栈

void stack_push(stack &L,element e){
    if(stack_iffull(L)){
		printf("错误：满栈\n");
        return;
    }
    L.data[L.top++] = e;
}

(5)出栈

element stack_pop(stack &L){
    if(stack_ifempty(L)){
		printf("错误：空栈\n");
        return L.data[L.top+1];
    }
    return L.data[--L.top];
}

注：请注意所使用的栈是否包含虚拟节点，以及入栈前后、出栈前后栈顶指针的关系

入栈具体操作细节：先将top指针向上移动，然后再插入数据

出栈具体操作细节：先返回结果，然后再将top指针向下移动

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二、链栈

链栈与顺序栈大体相同，但由于是链式结构，因此不必考虑长度原因，基本也不用考虑满栈的情况

typedef struct{
	int value;
}element;

typedef struct __stacknode{
	element data;
    struct __stacknode *next;
}stacksize,*stack;

一般情况而言，为了方便实现，需要头指针

入栈时采用头插法，而出栈也只需要从头部删除即可

(1)创建栈

void stack_create(stack &L){
	L = (stack)malloc(sizeof(stacksize));
    L->next = NULL;
}

(2)清空栈

void stack_clear(stack &L){
	stack p1 = L,p2 = L->next;
    while(!p2){
		p1 = p2;
        p2 = p2->next;
        free(p1);
    }
}

(3)删除栈

void stack_delete(stack &L){
	stack_clear(L);
    free(L);
}

(4)判断是否空栈

bool stack_ifempty(stack &L){
    return (!L->next) ? true : false;
}

(5)入栈

void stack_push(stack &L,element e){
	stack newnode = (stack)malloc(sizeof(stacksize));
    newnode->data = e;
    newnode->next = L->next;
    L->next = newnode;
}

(6)出栈

element stack_pop(stack &L){
	if(stack_ifempty(L)){
        printf("错误：空栈\n");
        return L->data;
    }
    element e = L->next->data;
    stack p =L->next;
    L->next = L->next->next;
    free(p);
    return e;
}

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参考教程

C语言技术网 数据结构