数据结构学习第二弹 栈与队列(1)

栈和队列其实是一种特殊的线性表,他们是限定只能在表的一端或两端进行插入、删除元素,所以,这些被统称为限定性数据结构

定义:

栈可以说是线性表的具体形式,仅允许在表尾进行插入删除操作,我们把允许进行插入删除操作的一端,称为栈顶,另一端称为栈底。

对于栈来说,最主要的操作就是插入和删除操作,插入操作称为,入栈或进栈,删除操作称为,出栈或退栈。由于只能在栈顶进行插入和删除操作,所以栈有一个特点就是栈里的元素一般都是是先进后出(后进先出),就好像手枪的弹夹,最先压进去的子弹,最后才打出来。

栈的基本操作:

  • InitStack(S): 构造一个空栈
  • ClearStack(S): 将栈S清为一个空栈
  • EmptyStack(S): 判断栈S是否为空
  • LengthStack(S): 求栈S的长度(栈中元素的个数)
  • GetTop(S,e): 获取栈顶元素
  • Push(S,e): 入栈操作
  • Pop(S,e): 出栈操作

因为栈的本质是一个线性表,所以栈也分为顺序栈和链栈

栈的顺序存储结构的类型定义

#define MAXSIZE 20
typedef int ElemType;
typedef struct
{
    ElemType data[MAXSIZE]; //用数组来模拟顺序栈,下标从零开始
    int top;                //栈顶的指针,也就是栈顶的位置下标
}SeqStack;

栈的顺序存储结构的具体操作

#define OK 1
#define ERROR 0
typedef int Status;
Status InitStack(SeqStack *S)
{
    S->top = -1;            //因为数组下标从零开始,所以-1为空
    return OK;
}
Status ClearStack(SeqStack *S)
{
    S->top = -1;
    return OK;
}
int EmptyStack(SeqStack S)
{
    if(S.top==-1)
        return 1;
    else
       return 0;  
}
int LengthStack(SeqStack S)
{
    return S.top+1;
}
Status GetTop(SeqStack S,ElemType *e)
{
    if(EmptyStack(S))       //栈为空
        return ERROR;
    *e = S.data[S.top];
    return OK;
}
Status Push(SeqStack *S,ElemType e)
{
    if(S->top == MAXSIZE-1) //栈满了
        return ERROR;
    else
    {
        S->top++;
        S->data[S->top] = e;
    }
    return OK;
}
Status Pop(SeqStack *S,ElemType *e)
{
    if(ElemType(S))         //栈为空
        return ERROR;
    *e = S->data[S->top];
    S->top--;
    return OK;
}

链栈

链栈其实就是利用单链表作为栈的存储结构,单链表的第一个结点为栈顶,最后一个结点为栈底。链栈可以有头结点也可以没有,不带头结点,栈顶指针就指向栈顶结点,带头结点就指向头结点。

栈的链式存储结构描述:

typedef struct node
{
    ElemType data;          //数据域
    struct node *next;      //指针域
}StackNode,*LinkStack;

基础操作

//这里只描述栈的三个重要操作,其他操作可与单链表进行类比
Status GetTop(LinkStack top,ElemType *e)
{
    if(!top->next)          //栈为空
        return ERROR;
    *e = top->next->data;   //有头结点的栈
    return OK;
}
Status Push(LinkStack top,e)
{
    StackNode *p;
    p = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));  //为新结点开辟存储空间
    s->data = e;            //数据域赋值
    s->next = top->next;    //将s插入到栈顶
    top->next = s;
    return OK;
}
Status Pop(LinkStack top,*e)
{
    if(!top->next)          //空栈
        return ERROR;
    StackNode *p;
    *e = top->next->data;   //用e来返回栈顶元素
    p = top->next;
    top->next = p->next;    //删除栈顶结点并更新栈顶
    free(p);                //释放空间
    return OK;
}
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