数据结构——栈的简单解析和实现
- 一、概念
- 二、入栈（push）
- 三、出栈（pop）
- 四、顺序栈简单实现
-
- （1）进栈操作
- （2）出栈操作
一、概念
本篇所讲解的栈和队列属于逻辑结构上的划分。逻辑结构分为线性结构、非线性结构
- 线性结构：有且仅有一个开始节点和一个终端节点，每个节点最多只有一个直接前驱和一个直接后继。代表结构：栈、队列
- 非线性结构：一个节点可能有多个直接前驱和多个直接后继。代表结构：树、图
堆栈（英语：stack）又称为栈或堆叠，是计算机科学中的一种抽象数据类型，只允许在有序的线性数据集合的一端（称为堆栈顶端，英语：top）进行加入数据（英语：push）和移除数据（英语：pop）的运算。因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。
- 栈的主要特点就是LIFO（Last In First Out，后进先出），并且程序只能操作栈的一端，被操作的一端叫做栈顶（Top）。所以栈的使用非常简单，但是实现的功能却非常强大
- 栈的主要操作有两个：入栈(push)、出栈(pop)
二、入栈（push）
- 如图所示，栈就像一个瓶子，只有一个口。三个元素A、B、C先后入栈，先入栈的放在底部，后入栈的放在上面
三、出栈（pop）
- 根据图示，栈顶的元素最先出栈。这与入栈的顺序刚好相反，入栈顺序是A->B->C，出栈顺序是C->B->A。也就是说：栈是LIFO（Last In First Out，后进先出的）
- 看似简单的栈，应用十分广泛。操作系统的函数调用、各类编辑器的撤销操作的实现都离不开栈。
栈有两种实现方式：顺序栈、链式栈
四、顺序栈简单实现
用数组实现栈，就是将数组的增、删操作限制在头部或者尾部，即只能在数组的一端操作元素，就成了顺序栈
前提准备：
typedef char ElementType; // 进栈数据为字符型
typedef struct SNode {
ElementType Data[MAXSIZE]; // 存放数据
int Top; // 当前栈存放的数组的最大下标
}SNode;
typedef struct SNode* Stack;
（1）进栈操作
void Push(Stack PtrS, ElementType item) { // 进栈
// 满的堆栈 Top == MAXSIZE - 1
// 判断栈是否满
if (PtrS->Top == MAXSIZE - 1) {
printf("堆栈满\n");
// return Ptrs;
}
else {
PtrS->Data[++(PtrS->Top)] = item;
// return;
}
}
（2）出栈操作
ElementType Pop(Stack PtrS) { // 出栈
// 空的的堆栈 Top == -1
// 出栈需要判断 堆栈是否为空
if (PtrS->Top == - 1) {
printf("堆栈空\n");
return -1;// ERROR 是 ElementType 的特殊值，标志错误
}
else {
return PtrS->Data[(PtrS->Top)--];
}
}
完整代码：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define MAXSIZE 10 // 设定栈的大小，以10个为例
#define ERROR NULL;
//typedef int ElementType;
typedef char ElementType; // 进栈数据为字符型
typedef struct SNode {
ElementType Data[MAXSIZE]; // 存放数据
int Top; // 当前栈存放的数组的最大下标
}SNode;
typedef struct SNode* Stack;
void Push(Stack PtrS, ElementType item);// 压栈
ElementType Pop(Stack PtrS);// 出栈
void Init_Memu() // 功能菜单
{
printf("******************************\n");
printf("* 1.入栈 *\n");
printf("* 2.出栈 *\n");
printf("* 3.取栈顶元素 *\n");
printf("* 4.判断是否栈空 *\n");
printf("* 5.退出系统 *\n");
printf("******************************\n");
}
int Chose_GongNeng() // 选择功能
{
int i;
printf("请选择你要实现的功能 : \n");
scanf("%d",&i);
return i;
}
int main() {
struct SNode ptr; // 创建个结构体对象
int num;
ptr.Top = -1; // 栈空的标记符 为 -1
while(1)
{
Init_Memu();
num = Chose_GongNeng();
switch(num)
{
case 1: // 入栈功能
{
// int data;
char data;
ptr.Top = -1;
while( ptr.Top != MAXSIZE-1 )
{
printf("请输入数据 :\n");
getchar();
scanf("%c",&data);
// printf("count = %d\n",count);
Push(&ptr,data);
printf(" Top = %d\n",ptr.Top);
}
}
break;
case 2: // 出栈功能
{
// int Pop_Data = 0;
char Pop_Data = '0';
while(1){
Pop_Data = Pop(&ptr);
if(ptr.Top == -1){
printf("出栈完毕，现在栈为空栈\n");
break;
}else{
printf("出栈数据为 : %c \n",Pop_Data);
}
}
}
break;
case 3: // 取栈顶元素
{ if(ptr.Top == -1){
printf("出栈完毕，没有数据\n");
}else{
printf("栈顶的数据为: %c \n",ptr.Data[ptr.Top]);
}
}
break;
case 4: // 判断栈是否为空
{
if(ptr.Top == -1){
printf("此栈为空栈\n");
}else{
printf("此栈已经插入数据\n");
}
}
break;
case 5: // 退出系统
printf("\n谢谢你的使用\n");
exit(-1);
default:
printf("没有这个功能，请重新选择\n");
break;
}
}
return 0;
}
void Push(Stack PtrS, ElementType item) { // 进栈
// 满的堆栈 Top == MAXSIZE - 1
// 判断栈是否满
if (PtrS->Top == MAXSIZE - 1) {
printf("堆栈满\n");
// return Ptrs;
}
else {
PtrS->Data[++(PtrS->Top)] = item; // 进栈数据，记录并改变标记符Top
// return;
}
}
ElementType Pop(Stack PtrS) { // 出栈
// 空的的堆栈 Top == -1
// 出栈需要判断 堆栈是否为空
if (PtrS->Top == - 1) {
printf("堆栈空\n");
return -1;// ERROR 是 ElementType 的特殊值，标志错误
}
else {
return PtrS->Data[(PtrS->Top)--]; // 出栈数据，记录并改变标记符Top
}
}
