• 博客内容:顺序栈的原理详解

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目录

顺序栈的定义

结构体定义

顺序栈的初始化

判断顺序栈是否为空

求顺序栈的长度

清空顺序栈

销毁顺序栈

顺序栈的入栈

顺序栈的出栈

求栈顶元素

顺序栈的遍历

菜单的打印

顺序栈的代码实现

顺序栈的定义

栈(stack),是仅限在表尾进行插入或者删除操作的线性表,因此,对栈来说,表尾端有其特殊含义,称为栈顶,表头端则称为栈底,不含元素的空表称为空栈。栈的修改是按照后进先出的原则进行的,因此,栈也被称为后进先出的线性表。

结构体定义

我们定义一个栈顶指针top和一个栈底指针base,栈顶指针和栈顶指针一开始指向同一片空间。

所以top==base可以作为栈空的标记。

当插入一个新数据时,栈顶指针加一,删除一个元素时,栈顶指针减一。

所以当顺序栈非空时,栈顶指针永远在栈顶元素的下一位。

#include#include#include#define maxsize 100#define inc 10typedef struct Sqstack{int* base;//栈顶指针int* top;//栈底指针int stacksize;//栈的容量}stack;

顺序栈的初始化

上面也说了,顺序栈一开始栈顶指针和战地指针是指向一块空间的,因此这里就让栈顶指针和栈底指针相等。

我们使用动态内存开辟空间,先给栈一个默认的空间大小

如果不够,后面的入栈会检测到并开辟空间。

如果空间开辟失败,就退出。

void InitStack(stack& s){s.base = (int*)malloc(sizeof(int) * maxsize);if (!s.base) exit(0);s.top=s.base;s.stacksize = maxsize;}

判断顺序栈是否为空

这里没什么好说的,如果栈顶指针和栈底指针指向同一片空间,那就说明它们中间没有数据,顺序栈是空栈。

int isEmpty(stack s){if (s.base==s.top){return 1;}return 0;}

求顺序栈的长度

栈顶指针减去栈底指针的值即为顺序栈的长度。

int stacklength(stack s){return s.top - s.base;}

清空顺序栈

如果顺序栈不是空栈,就让栈顶指针等于栈底指针,这就在逻辑上清空了顺序栈的元素。

如果顺序表是空栈,就表明顺序栈已经清空,不需要重复操作。

void stackclean(stack& s){if (s.base){s.top = s.base;printf("顺序栈清空成功\n");}else{printf("顺序栈已清空,无需再次重复操作\n");}}

销毁顺序栈

我们直接用delete函数来销毁栈底指针所指向的空间,也就是顺序栈。

之后不要忘记将栈顶指针和栈底指针置空,否则会造成内存泄露的问题 。

void destorystack(stack& s){if (s.base){delete(s.base);s.stacksize = 0;s.base = NULL;s.top = NULL;printf("销毁成功\n");}else{printf("栈已经被销毁,无需销毁\n");}}

顺序栈的入栈

当顺序栈里的空间不够用的时候,就需要动态的开辟空间。

使用realloc函数来开辟新的空间,并让栈底指针指向这一片空间。

需要注意的是,栈顶指针和栈底指针在新空间的位置需要我们重新定义。

stacksize也要加上我们之前定义的增加量。

void push(stack& s,int e){if ((s.top - s.base) >= s.stacksize){s.base = (int*)realloc(s.base, (maxsize + inc) * sizeof(int));if (!s.base) perror("realloc");s.top = s.base + s.stacksize;s.stacksize += inc;}else{*(s.top) = e;s.top++;printf("添加成功\n" );}}

顺序栈的出栈

这里用到了之前判断顺序栈是否为空的函数。

如果为空,则打印无法弹出。

不为空,先让栈顶指针减一到栈顶第一个元素的位置,再将其值复制给指针变量e。成功弹出元素。

void pop(stack& s,int &e){if (isEmpty(s)){printf("栈为空,无法弹出\n");}    else{if (s.top != s.base){s.top--;e = *(s.top);printf("成功弹出\n");}}}

求栈顶元素

求栈顶元素的操作看起来和出栈的操作一模一样。

是不是有的小伙伴会担心这里的操作会把数据弹出??

那你就忽略了一个点,这里函数声明里所传的是一级指针,并没有改变实参的能力。

也就是说,这里函数声明里的形参只是实参的临时拷贝而已。翻不起风浪。

int top(stack s){if (isEmpty(s)){printf("栈为空,没有栈顶元素\n") ;return -1;}else{s.top--;return *(s.top);}}

顺序栈的遍历

这里需要用到上面求长度的函数,求出长度遍历并打印顺序栈元素即可

void traverse(stack s){int length = stacklength(s);if (length > 0){for (int i = 0; i < stacklength(s); i++){printf("%d ", s.base[i]);}}else{printf("顺序栈为空\n");}}

菜单的打印

void menu(){printf("**********************************\n");printf("1.初始化\n");printf("2.判断栈是否为空\n");printf("3.求栈的长度\n");printf("4.清空栈\n");printf("5.销毁栈\n");printf("6.入栈\n");printf("7.出栈\n");printf("8.求栈顶元素\n");printf("9.遍历顺序栈\n");printf( "10.退出\n");printf( "**********************************\n" );}

顺序栈的代码实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include#include#includetypedef struct Sqstack{int* base;//栈顶指针int* top;//栈底指针int stacksize;//栈的容量}stack;#define maxsize 100#define inc 10void InitStack(stack& s){s.base = (int*)malloc(sizeof(int) * maxsize);if (!s.base) exit(0);s.top=s.base;s.stacksize = maxsize;}int isEmpty(stack s){if (s.base==s.top){return 1;}return 0;}int stacklength(stack s){return s.top - s.base;}void stackclean(stack& s){if (s.base){s.top = s.base;printf("顺序栈清空成功\n");}else{printf("顺序栈已清空,无需再次重复操作\n");}}void destorystack(stack& s){if (s.base){delete(s.base);s.stacksize = 0;s.base = NULL;s.top = NULL;printf("销毁成功\n");}else{printf("栈已经被销毁,无需销毁\n");}}void push(stack& s,int e){if ((s.top - s.base) >= s.stacksize){s.base = (int*)realloc(s.base, (maxsize + inc) * sizeof(int));if (!s.base) perror("realloc");s.top = s.base + s.stacksize;s.stacksize += inc;}else{*(s.top) = e;s.top++;printf("添加成功\n" );}}void pop(stack& s,int &e){if (isEmpty(s)){printf("栈为空,无法弹出\n");}    else{if (s.top != s.base){s.top--;e = *(s.top);printf("成功弹出\n");}}}void traverse(stack s){int length = stacklength(s);if (length > 0){for (int i = 0; i ");scanf("%d",&e1);push(s, e1);break;case 7:pop(s, e2);printf("弹出的元素为%d\n" ,e2 );break;case 8:if (top(s) != -1)printf("栈顶元素为%d\n" , top(s) );break;case 9:traverse(s);printf("\n");break;case 10:printf ( "成功退出\n" );exit(0);default:printf ("输入有误,请重新输入\n" );break;}}}

运行实例

总结
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