introduction to algorithms data structure lesson_1 stack

  前面介绍了各种常见的排序算法，第二部分介绍基本的data structure 数据结构

  lesson  1  stack

  栈是一种动态集合，栈实现LIFO（last in  first out）的策略。

  主要有push pop两种操作

 

    其他的一些基本操作如：1.判断栈是否为空    IsStackEmpty(myStack *stack)

                                                2.获取栈顶元素      GetTop(myStack *stack,Item *pitem)

                                                3.建立一个栈         InitStack()

                                                4.销毁一个栈         DestroyStack(myStack *stack)

                                                5.置空一个栈         ClearStack(myStack *stack)

                                                6.返回栈的大小      GetStackSize(myStack *stack);

                                                7.顺序遍历一个栈  stackvisit(myStack *stack,void (*visit)(Item item));

   那么如何用C/C++来实现这样一种数据结构呢。

   最简单的是采用链式存储的方法建立一个栈

   一个栈的结构包括 栈顶指针top以及栈的大小size

   那么c语言就可以这样定义数据类型啦

     

/******链式栈的C语言实现***********/typedef  int Item;           //数据类型typedef struct  Node *PNode; //链式指针//栈节点类型typedef struct  Node{Item data;PNode down;}node;//栈typedef struct myStack{PNode top;int size;}MyStack;

其中top指针是一种链式存储结构，其down域指向栈顶下面的一个元素，栈元素存在data域中

基本操作函数实现为：mystack.h

//构造空栈myStack *InitStack();//销毁一个栈void DestroyStack(myStack *stack);//判断栈是否为空bool IsStackEmpty(myStack *stack);//将栈置空void ClearStack(myStack *stack);//返回栈大小int  GetStackSize(myStack *stack);// 返回栈顶元素void GetTop(myStack *stack,Item *pitem);//入栈void push(myStack *stack,Item item);//出栈void pop(myStack *stack,Item *pitem);//顺序访问Visit函数void stackvisit(myStack *stack,void (*visit)(Item item));//此处后面会详细解释

下面实现这些函数：mystack.c（mystack.cpp）

//构造空栈myStack  *InitStack(){myStack *ps=(myStack *)malloc(sizeof(myStack));if (ps!=NULL){ps->top=NULL;ps->size=0;}return ps;}//销毁一个栈void DestroyStack(myStack *stack){   if (!IsStackEmpty(stack))   ClearStack(stack);   free(stack);}//判断栈是否为空bool IsStackEmpty(myStack *stack){if (stack->size==0&&stack->top==NULL)return true;elsereturn false;}//将栈置空void ClearStack(myStack *stack){while(!IsStackEmpty(stack))pop(stack,NULL);}//返回栈大小int  GetStackSize(myStack *stack){return stack->size;}// 返回栈顶元素void  GetTop(myStack *stack,Item *pitem){if (!IsStackEmpty(stack)&&pitem!=NULL)*pitem=stack->top->data;}//入栈void push(myStack *stack,Item item){PNode pnode=(PNode)malloc(sizeof(Node));if (pnode==NULL)return;pnode->data=item;pnode->down=stack->top;stack->top=pnode;stack->size++;}//出栈void pop(myStack *stack,Item *pitem){PNode pnode=stack->top;if (!IsStackEmpty(stack)&&pnode!=NULL){if (pitem!=NULL)*pitem=pnode->data;stack->top=pnode->down;stack->size--;free(pnode);}}void stackvisit(myStack *stack,void (*visit)(Item item))//此处后面详细解释{if (IsStackEmpty(stack))return;PNode pnode=stack->top;int size=stack->size;while(size--){visit(pnode->data);pnode=pnode->down;}}

然后是测试栈：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){myStack *mystack=InitStack();Item i,item;if (mystack==NULL)return 0;for (i=0;i<10;i++){push(mystack,i);GetTop(mystack,&item);printf("%d\n",item);}printf("出栈顺序\n");printf("size=%d\n",GetStackSize(mystack));stackvisit(mystack,print);//print为自己写的打印函数 形式为print(Item item)system("pause");return 0;}

运行结果：

基本操作就是如此。

其中最关键的是顺序遍历函数中visit的问题，这是一个涉及函数指针的问题。

void stackvisit(myStack *stack,void (*visit)(Item item))//此处后面详细解释

stackvisit(mystack,print);

 测试中用到的print为自己实现的函数，且必须为visit(Item item)的形式，才能编译通过

void （*visit）（Item item） 为函数作为函数的参数。

其中 void 为被传函数的返回类型 （*visit）必须用括号，这样才表示一个函数指针，即参数为一个函数。函数指针不同于数据指针，它所指向的不是数据，而是某个函数的入口地址，或某段代码的入口。（Item item）是visit函数的形参方式。在后面的调用中，传入的函数比如我使用的print,其形式必须与定义的void （*visit）（Item item）完全一样，否则会报错。

而函数作为形参调用方式即为函数名，可以看作是一个指针。

最后关于栈的一些经典应用，比如实现简单的表达式计算（括号匹配）、数制转换、迷宫问题将在后面逐一介绍，以加深对栈的理解

注：参考博客 ：http://blog.csdn.net/hopeyouknow/article/details/6725049