目录
(一)栈的基本概念
(二)栈的的表现形式
1.栈的表示和实现
2.栈的链式表示
(三)栈的链式表示时元素压入、弹出 算法实现思路
1.栈的线性链表的压入算法
2.栈的线性链表的弹出算法
(四)算法的实现
(一)栈的基本概念
栈(Stack)是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表,如铁路调度。如下 图:
(二)栈的的表现形式
栈有两种表示形式:栈的表示和实现、栈的 链式表示。
1.栈的表示和实现
利用一组地址连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素。如下图:
同时设置栈顶指针(top)和栈底指针(base)。当 top = base 表示栈空;增加一 个元素,top 增加 1;删除栈顶元素,top 减 1。非空栈顶指针始终在始终在栈顶元素 的下一个位置。
2.栈的链式表示
当栈的长度无法估计时最好用栈的链式表示,如下图所示。
结点包含数据元素和指针两个数据域。
(三)栈的链式表示时元素压入、弹出 算法实现思路
1.栈的线性链表的压入算法
压入算法过程为:定义新的结点 p、修改新结 点的指针(指向原栈顶结点 top)、给新结点 p 赋 值为 x、修改新栈顶的指针(指向新结点 p)。
2.栈的线性链表的弹出算法
弹出算法过程为:将栈顶结点 top 赋给 p、取结点 p 的值并赋给 x、调整栈顶位置(指向结点 p 的下一个结点)、释放结点 p 的空间。
(四)算法的实现
栈的顺序存储代码表示(已给出具体代码的注释):
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义栈结构体typedef struct { int data[100]; // 存储栈数据的数组 int top; // 栈顶指针 int bottom; // 栈底指针} stack;// 创建栈的函数stack* StackCreate() { // 开辟存储空间 stack* p = (stack*)malloc(sizeof(stack)); if (p == NULL) return NULL; // 如果内存分配失败,返回NULL p->bottom = -1; // 初始化bottom为-1,表示栈为空 p->top = -1; // 初始化top为-1,表示栈为空 return p;}// 入栈函数,在p栈尾插入avoid StackInput(stack* p, int a) { if (p->top < 99) { ++(p->top); // 栈顶指针加一 p->data[p->top] = a; // 赋值 } else { printf("栈的空间不够了!!!\n"); }}// 出栈函数,在p栈尾出栈,并用a来存储int StackOutput(stack* p, int* a) { if (p->top != -1) { // 如果栈不为空 *a = p->data[p->top]; // 赋值 (p->top)--; // 栈顶指针减一 return 1; // 成功出栈,返回1 } return 0; // 栈为空,返回0}// 打印栈中所有元素的函数void Print_function(stack* p) { for (int i = p->top; i >= 0; i--) { // 从栈顶到栈底遍历 printf("%d ", p->data[i]); // 打印栈中的元素 } printf("\n");}int main() { int a, n, m; stack* p = StackCreate(); // 创建栈 if (p == NULL) { printf("内存分配失败!\n"); return 1; // 如果创建栈失败,返回1 } printf("请输入入栈个数:"); scanf("%d", &n); // 读取入栈的元素个数 for (int i = 0; i < n; i++) { printf("请输入第%d个数:", i + 1); scanf("%d", &a); // 读取用户输入的数字 StackInput(p, a); // 将数字入栈 printf("入栈后:\n"); Print_function(p); // 打印当前栈的状态 } printf("请输入出栈个数:"); scanf("%d", &m); // 读取出栈的元素个数 for (int i = 0; i < m; i++) { int element; if (StackOutput(p, &element)) { // 将栈顶元素出栈 printf("出栈元素: %d\n", element); // 打印出栈的元素 } else { printf("栈已空,无法出栈!\n"); } } printf("出栈后:\n"); Print_function(p); // 打印当前栈的状态 free(p); // 释放栈占用的内存 return 0;}
运行结果:
栈的链式存储代码表示(已给出具体代码的注释):
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义链表节点结构体typedef struct Node { int data; // 存储的数据 struct Node* next; // 指向下一个节点的指针} Node;// 定义栈结构体typedef struct { Node* top; // 栈顶指针} stack;// 创建栈的函数stack* StackCreate() { stack* p = (stack*)malloc(sizeof(stack)); if (p == NULL) return NULL; // 如果内存分配失败,返回NULL p->top = NULL; // 初始化栈顶指针为NULL,表示栈为空 return p;}// 入栈函数,在p栈顶插入avoid StackInput(stack* p, int a) { Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); if (new_node == NULL) { printf("内存分配失败!\n"); return; } new_node->data = a; new_node->next = p->top; // 新节点的next指针指向当前栈顶 p->top = new_node; // 更新栈顶指针}// 出栈函数,在p栈顶出栈,并用a来存储int StackOutput(stack* p, int* a) { if (p->top == NULL) { return 0; // 返回0表示失败 } Node* temp = p->top; // 临时指针指向栈顶节点 *a = temp->data; p->top = temp->next; // 更新栈顶指针 free(temp); // 释放栈顶节点的内存 return 1; // 成功出栈,返回1}// 打印栈中所有元素的函数void Print_function(stack* p) { Node* current = p->top; // 从栈顶开始遍历 while (current != NULL) { printf("%d ", current->data); // 打印栈中的元素 current = current->next; // 移动到下一个节点 } printf("\n");}int main() { int a, n, m; stack* p = StackCreate(); // 创建栈 if (p == NULL) { printf("内存分配失败!\n"); return 1; // 如果创建栈失败,返回1 } printf("请输入入栈个数:"); scanf("%d", &n); // 读取入栈的元素个数 for (int i = 0; i < n; i++) { printf("请输入第%d个数:", i + 1); scanf("%d", &a); // 读取用户输入的数字 StackInput(p, a); // 将数字入栈 printf("入栈后:\n"); Print_function(p); // 打印当前栈的状态 } printf("请输入出栈个数:"); scanf("%d", &m); // 读取出栈的元素个数 for (int i = 0; i < m; i++) { int element; if (StackOutput(p, &element)) { // 将栈顶元素出栈 printf("出栈元素: %d\n", element); // 打印出栈的元素 } else { printf("栈已空,无法出栈!\n"); } } printf("出栈后:\n"); Print_function(p); // 打印当前栈的状态 // 释放栈中所有节点的内存 Node* current = p->top; while (current != NULL) { Node* temp = current; current = current->next; free(temp); } free(p); // 释放栈结构体的内存 return 0;}
运行结果:
最后。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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