顺序栈的创建与基本操作

概述

栈是一种限定仅在一端进行插入和删除的线性表。这一端被称为栈顶(top),栈的另一端叫做栈底(bottom)。通常,最先被压入栈中的元素会被放在栈底,后被压入的元素处于栈顶,出栈时,取出栈顶元素,因此通常为后进先出。

栈的经典应用有符号平衡的判断,后缀表达式求值等等问题。具体代码将在下一篇文章中给出。

基于栈的特性,一般常用的操作有:进栈push、出栈pop、读栈顶top、判断栈是否为空isEmpty和判断栈是否已满isFull。以下为C++的抽象数据类型定义,包含基本操作。

栈类抽象数据类型定义

下面给出C++类模板,名字为Stack,模板参数为元素类型T。

template <class T>
class Stack{

public:
    void clear();
        bool push(const T item);
        bool pop(T & item);
        bool top(T & item);
        bool isEmpty();
        bool isFull();

基本操作

基本操作分为进栈push、出栈pop、读栈顶top等。

  • push进栈

首先判断栈是否已满,即top指针是否指向栈顶,判断句为:

//判断栈是否已满
if(top == mSize - 1){
        cout << "stack is full, cannot push element!" << endl;

类似的,判断栈是否为空,即top指针是否指向栈底下一位,一般为-1,判断句为:

//判断栈是否为空
if(top == -1){
            cout << "empty" << endl;

当入栈时,将top指针的元素内容设定为value,然后将top指针上移一位修改栈顶指针,实现代码如下:

//入栈
void push(T item){
    if(top == mSize - 1){
        cout << "stack is full, cannot push element!" << endl;
        return;
    }
    else{
        st[++top]=item;
        cout<<"入栈:"<<item<<endl;
    }
}
  • pop出栈

出栈时,每次只能移出栈顶元素。首先设定栈顶元素为item=stack[top],再将top指针向下移动一位,即top--。如果top=-1时(栈为空),则无法出栈,输出empty。具体实现代码如下:

void pop(int &m){
    // should be equal, not assignment
    if(top == -1){
        cout << "empty" << endl;
    }
    else{
        m=st[top--];
        cout<<"出栈:"<<m<<endl;
    }
}
  • top读取栈顶元素

即读取栈顶元素但不弹出。仅让item=stack[top],top不做改变。代码 如下:

void getop(int &t){
    if(top ==-1){
        cout<<"empty!"<<endl;
    }
    else{
        t=st[top];
        cout<<"获得栈顶元素:"<<t<<endl;
    }
}

栈总体程序

实现功能:
1.首先输入栈长度。
2.输入操作指令:1、入栈。2、出栈。3、查看栈顶元素。4、查看栈信息(最大长度与现在长度)。

#include <iostream>
#include <stdio.h>

using namespace std;

template <class T>

class arrStack{
private:
    int mSize;
    int top;
    T *st;

public:
    arrStack(int size){
        mSize=size;
        top=-1;
        st=new T[mSize];
    }

    ~arrStack(){
        delete[]st;
    }

    void clear(){
        top=-1;
    }

    void push(T item){
        if(top == mSize - 1){
            cout << "stack is full, cannot push element!" << endl;
            return;
        }
        else{
            st[++top]=item;
            cout<<"入栈:"<<item<<endl;
        }
    }

    void pop(int &m){
        if(top == -1){
            cout << "empty" << endl;
        }
        else{
            m=st[top--];
            cout<<"出栈:"<<m<<endl;
        }
    }

    void getop(int &t){
        if(top ==-1){
            cout<<"empty!"<<endl;
        }
        else{
            t=st[top];
            cout<<"获得栈顶元素:"<<t<<endl;
        }
    }

    int getMessage(int &m, int &n){
        m=mSize;
        n=top+1;
        cout<<"栈最大长度为:"<<m<<"\n栈长为:"<<n<<endl;
        return 0;
    }
};

int main(){
    int a;//length
    int e;//switch
    int i=0;
    int m;//message
    int n;//message
    int f;//pop
    int t;//getop
    int num;
    printf("请输入栈长度:");
    cin>>a;
    arrStack<int> s(a);

    while(1){   
        cout<<"-----------------------------------------------\n"<<endl;
        cout<<"请输入操作单位:\n1:入栈\n2:出栈\n3:获取栈顶元素\n4:获取栈信息\n"<<endl;
        cin>>e;
    switch(e){
        case(1):
            cout<<"请输入入栈元素:"<<endl;
            cin >>num;
            s.push(num);
            break;
        case(2):
            s.pop(f);
            break;
        case(3):
            s.getop(t);
            break;
        case(4):
            s.getMessage(m,n);
            break;
            }
    }
    system("pause");
    return 1;
}

结果:

Paste_Image.png

总结

新手上路,有缺陷的地方望指出,进步你我他~
现在再从头写一遍栈的内容,感觉老师讲过的东西都能明白了,也能明白她为什么这么讲。
一开始刚接触算法,不知道如何将算法和main函数结合起来,感谢导师帮我写了个简单的push(1/2/3)例子,让我能顺水推舟的把整个程序写完。
第二个遇到的是语法上的问题。比如说指针如何使用,int函数里返回值应该写什么,pop函数括号里为空时如何执行,有具体数值时如何执行。最后我把它们都弄懂了,也算是巨大的飞跃!估计下一个链式应该写的更顺一些。
这是我的第一篇简书!也是我除了hellow world的第一个真正意义上自己动手写的c++程序!!希望十年后可以再回头来看看它。

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