数据结构 第5讲 顺序栈
来源:互联网 发布:php代码美化 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 23:55
数据结构 第5讲 顺序栈
小张终于攒钱买了车,可是他家住在胡同的尽头,胡同很窄,只能通过一辆车,而且是死胡同,每天小张都为停车发愁,回家早了停在里面,早上上班就要让所有的人挪车,先让胡同口那辆出去,然后挨着一辆一辆出去,小张才能去上班。没办法,小张下班也不敢早回家了,等天黑了别的车都停进去了,再回去把车停在胡同口,这样早上就可以第一个去上班了。就这样,过起了"起早贪黑"的有车生活。
我们看到这个胡同很窄,只能通过一辆车,而且是死胡同,只能从胡同口进出,画图:
小汽车是线性排列,而且只能从一端进出,后进的汽车先出去,这就是"栈",栈也是一种线性表,只不过它是操作受限的线性表,只能在一端操作,后进先出(Last In First Out,LIFO)。
进出的一端称为栈顶(top),另一端称为栈底(base)。栈可以用顺序存储,也可以用链式存储。我们先看顺序存储方式:
从上图可以看出,需要两个指针,base指向栈底,top指向栈顶。
顺序栈的结构体定义:
栈定义好了之后,还要先定义个最大的分配空间,顺序结构都是如此,需要预先分配空间,因此可以采用宏定义:
#define Maxsize 100 //预先分配空间,这个数值根据实际需要预估确定;
注意:栈只能在一端操作,后进先出,是人为规定的,也就是说不允许在中间查找、取值、插入、删除等操作,但顺序栈本身是顺序存储的,有人就想我非要从中间取一个元素,那肯定可以取出来,没有问题,但是这样做,就不是栈了。不按套路出牌啊~~~
下面讲解顺序栈的初始化、入栈,出栈,取栈顶元素等操作(元素以int类型为例)。
1. 顺序栈初始化
初始化一个空栈:
bool InitStack(SqStack &S) //构造一个空栈S{ S.base = new int[Maxsize];//为顺序栈分配一个最大容量为Maxsize的空间 if (!S.base) //空间分配失败 return false; S.top=S.base; //top初始为base,空栈 return true;}
2. 入栈
入栈前要判断是否栈满,如果栈已满,则入栈失败,否则将元素放入栈顶,栈顶指针向上移动一个空间(top++)。
- 例如输入1,入栈:
- 接着输入2,入栈:
bool Push(SqStack &S, int e) // 插入元素e为新的栈顶元素
{
if (S.top-S.base == Maxsize) //栈满
return false;
*(S.top++) = e; //元素e压入栈顶,然后栈顶指针加1,等价于*S.top=e; S.top++;
return true;
}
3. 出栈
出栈前要判断是否栈空,如果栈是空的,则出栈失败,否则将栈顶元素暂存给一个变量,栈顶指针向下移动一个空间(top--)。
栈顶元素所在的位置实际上是S.top-1,因此把该元素取出来,暂存在变量e中,然后S.top指针向下移动一个位置。既然这样干脆先移动,即--S.top,然后再取元素就可以了。
例如4出队后:
注意:因为顺序存储删除一个元素时,并没有销毁该空间,所以4其实还在那个位置,只不过下次再有元素进栈时,就把它覆盖了。相当于该元素已出栈,因为栈的内容是S.base 到S.top-1。
bool Pop(SqStack &S, int &e) //删除S的栈顶元素,暂存在变量e中
{
if (S.base == S.top) //栈空
return false;
e = *(--S.top); //栈顶指针减1,将栈顶元素赋给e
return true;
}
4. 取栈顶元素
取栈顶元素和出栈不同,取栈顶元素只是把栈顶元素复制一份,而出栈是指栈内不再包含这个元素。
例如取栈顶元素*(S.top-1),即元素4,取值后S.top的值没有改变,栈内元素的个数也没有改变。
int GetTop(SqStack S) //返回S的栈顶元素,栈顶指针不变
{
if (S.top != S.base) //栈非空
return *(S.top - 1); //返回栈顶元素的值,栈顶指针不变
else
return -1;
}
顺序栈基本操作完整代码:
完整代码:
#include<iostream>using namespace std;#define Maxsize 100 //预先分配空间,这个数值根据实际需要预估确定; typedef struct SqStack { int *base; //栈底指针 int *top; //栈顶指针}SqStack; bool InitStack(SqStack &S) //构造一个空栈S{ S.base = new int[Maxsize];//为顺序栈分配一个最大容量为Maxsize的空间 if (!S.base) //空间分配失败 return false; S.top=S.base; //top初始为base,空栈 return true;} bool Push(SqStack &S, int e) // 插入元素e为新的栈顶元素{ if (S.top-S.base == Maxsize) //栈满 return false; *(S.top++) = e; //元素e压入栈顶,然后栈顶指针加1,等价于*S.top=e; S.top++; return true;} bool Pop(SqStack &S, int &e) //删除S的栈顶元素,暂存在变量e中{ if (S.base == S.top) //栈空 return false; e = *(--S.top); //栈顶指针减1,将栈顶元素赋给e return true;} int GetTop(SqStack S) //返回S的栈顶元素,栈顶指针不变{ if (S.top != S.base) //栈非空 return *(S.top - 1); //返回栈顶元素的值,栈顶指针不变 else return -1;} int main(){ int n,x; SqStack S; InitStack(S);//初始化一个顺序栈S cout <<"请输入元素个数n:" <<endl; cin>>n; cout <<"请依次输入n个元素,依次入栈:" <<endl; while(n--) { cin>>x; //输入元素 Push(S, x); } cout <<"元素依次出栈:" <<endl; while(S.top!=S.base)//如果栈不空,则依次出栈 { cout<<GetTop(S)<<"\t";//输出栈顶元素 Pop(S, x); //栈顶元素出栈 } return 0;}
运行结果:
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