【数据结构】实现栈的各种算法

关于栈

栈是一种常用的数据结构，使用栈可以对我们的编程带来很大的帮助，但前提是我们要了解栈的本质是什么。首先，我们要知道栈的特点是先进后出（或者说是后进先出），举个列子，就像餐厅里叠得很高的碗，当我们往碗层里放碗时，我们是放到碗层的最上方，而当我们拿碗时，我们也是从碗层的最上方拿碗。我们可以把栈设想成这个碗层，而这个过程在我们栈的数据结构里，放碗就对应于进栈的过程，而拿碗就相当于出栈的过程。

栈根据不同的存储方式可以分为两类。一类是顺序存储结构的顺序栈，另一类是链式存储结构的链栈。

一、顺序栈

1.定义

typedef struct{ElemType *elem;  //栈的存储数组，elem为数组名，*elem即栈的栈底元素int top;         //记录站顶元素的下一个位置，简称<strong>栈顶位标</strong>int size;        //当前分配的存储容量int increment;   //扩容时，增加的存储容量}SqStack;

2.常用的接口

Status InitStack_Sq(SqStack &S, int size, int inc);   //初始化顺序栈

Status DestroyStack_Sq(SqStack &S);  //销毁顺序栈S

Status StackEmpty_Sq(SqStack S);  //判断栈是否为空，若空返回TRUE，否则FALSE

void ClearStack_Sq(SqStack &S);  //清空栈S

Status Push_Sq(SqStack &S, ElemType e); //元素e压入栈S

Status Pop_Sq(SqStack &S, ElemType e); //栈S的栈顶元素出栈，并用e返回

Status GetTop_Sq(SqStack S, ElemType &e); //取栈S的栈顶元素，并用e返回  

3.接口的实现

/*初始化一个栈*/Status InitStack_Sq(SqStack &S, int size, int inc){    S.elem = (ElemType*)malloc(size*sizeof(ElemType));    if(NULL==S.elem) return OVERFLOW;    S.top = 0;    S.size = size;    S.increment = inc;    return OK;}

/*进栈操作*/Status Push_Sq(SqStack &S, ElemType e){    ElemType *newbase;  //栈的空间不足时，使用newbase指向一个空间更大的数组    if(S.top>=S.size){  //当栈满时        newbase = (ElemType *)realloc(S.elem, (S.size+S.increment)*sizeof(ElemType));        if(NULL==newbase) return OVERFLOW;        S.elem = newbase;        S.size = S.size + S.increment;    }    S.elem[S.top++] = e;    return OK;}

/*出栈操作*/Status Pop_Sq(SqStack &S, ElemType e){if(S.top==0){return ERROR;}e = S.elem[--S.top];return OK;}

/*栈的销毁*/Status DestroyStack_Sq(SqStack &S){if(S.top!=0){                               free(S.elem);//释放掉内存只是把申请的内存返还给系统                //还需要把指针设置为空                S.top = 0;S.elem = NULL;return OK;}else return ERROR;}

/*判断栈是否为空*/Status StackEmpty_Sq(SqStack S){    if(S.top==0&&S.elem==NULL){        return TRUE;    }else return FALSE;}

/*栈的清空*/void ClearStack_Sq(SqStack &S){//只要S.top设置为0即可S.top = 0; }

/*取栈顶元素*/Status GetTop_Sq(SqStack S, ElemType &e){if(S.top==0)return ERROR;else{e = S.elem[S.top-1];}return OK;}

二、链栈

1.定义

typedef struct LSNode{ElemType data;         //数据域 struct LSNode *next;   //指针域 }LSNode, *LStack;          //结点和链栈类型

2.常用的接口

Status InitStack_LS(LStack &S); //初始化链栈S

Status DestroyStack_LS(LStack &S); //销毁链栈S

Status StackEmpty_LS(LStack S); //判断空栈，若栈S空则返回TRUE，否则FALSE

Status Push_LS(LStack &S, ElemType e); //元素e的压入栈S

Status Pop_LS(LStack &S, ElemType e); //栈S的栈顶元素出栈，并用e返回

Status GetTop_LS(LStack S, ElemType &e); //取栈S的栈顶元素，并用e返回

3.接口的实现

/*初始化一个链栈*/Status InitStack_LS(LStack &S){S = NULL; } 

/*进栈操作*/Status Push_LS(LStack &S, ElemType e){LSNode *t;t = (LSNode*)malloc(sizeof(LSNode));if(NULL==t) return OVERFLOW;t->data = e;t->next = S;S = t;return OK;}

/*出栈操作*/Status Pop_LS(LStack &S, ElemType e){LSNode *t;if(S==NULL) return ERROR;t = S;e = t->data;S = S->next;free(t);return OK;}

/*获得栈顶元素*/Status GetTop_LS(LStack S, ElemType &e){if(NULL==S) return ERROR;else{e = S->data;return OK;}}

/*销毁一个栈*/Status DestroyStack_LS(LStack &S){LSNode *p,*q;p = S;q = S;while(p!=NULL){q = q->next;free(p);p = q;}S = NULL;return OK;}

/*判断栈是否为空*/Status StackEmpty_LS(LStack S){if(NULL==S) return TRUE;else return FALSE;}

以上接口的实现均是本人参考书本和网上资料，自己敲打出来的，错误肯定会有，所以希望有错误的地方大神们可以指出来，我会纠正的，至于其他一些接口，我会在需要或者想到的时候再补充，也欢迎大家帮我完善补充，对大家以后的学习都有帮助。