数据结构day03(栈 Stack 顺序栈、链式栈）内含具体详细代码实现

news2024/11/28 14:34:24

【1】栈 Stack

1》栈的定义

2》顺序栈

2》链式栈

4》顺序栈的链式栈的区别

【1】栈 Stack

1》栈的定义

栈：是只允许在一端进行插入或删除的线性表，首先栈是一种线性表，但限定这种线性表只能在某一端进行插入和删除操作。

栈顶：线性表允许进行插入删除的一端

栈底：固定的，不允许进行插入和删除的另一端

空栈：不含任何元素的空表

栈又称为后进先出（Last In First Out）的线性表，简称LIFO结构

2》顺序栈

特性

逻辑结构：线性结构

存储结构：顺序结构

操作：创空栈、入栈、出栈、判空和判满

创空：

入栈：

出栈：

代码展示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef int data_t;//重定义整型
typedef struct stack//重定义栈节点结构体类型
{
    int maxlen;//栈的最大长度，表示数组元素个数
    data_t *data;//用来指向存放数据的指针相当于数组
    int top;//定义一个变量表示栈顶的下标
} stack_t;

/*创空栈*/
stack_t *Create(int len)//len表示创建栈时的最大元素长度
{
    stack_t *s = (stack_t *)malloc(sizeof(stack_t));//开辟顺序栈结构体的堆区空间
    if (NULL == s)//容错判断
    {
        perror("malloc lost\n");
        return NULL;
    }
    s->data = (data_t *)malloc(sizeof(data_t) * len);//开辟一个堆区空间，让data指针指向该空间，用于存放数据，相当于数组
    if (NULL == s->data)//容错判断
    {
        perror("malloc lost\n");
    }
    //初始化结构体
    s->maxlen = len;//最大元素个数初始化为建栈的长度
    s->top = -1;//初始化栈顶下标为-1
    return s;//返回创建的栈的结构体指针
}

/*判满*/
int Full(stack_t *p)
{
    return p->top + 1 == p->maxlen;//当栈顶元素的下标加一就是数据元素个数 等于最大元素个数时，栈满
}

/*入栈*/
void Push(stack_t *p, int data)//栈的地址和要入栈的数据
{
    if (Full(p))//先判满，容错判断
    {
        perror("In error\n");
    }
    p->top++;//下标先加一，因为初始化时下标为-1,需要将下标加到0下标处，开始入栈，后面也是每进一个数据，栈顶下标都加一
    p->data[p->top] = data;//往加一后的下标位置插入数据
}

/*判空*/
int Empty(stack_t *p)
{
    return p->top == -1;//当栈顶下标的值为-1时说明栈内没有数据，和创空栈时一样
}

/*出栈*/
int Pop(stack_t *p,int top)
{
    if (Empty(p))//判空，容错判断
    {
        perror("Out error\n");
    }
    for(int i = top;i >= 0;i--)//for循环，从栈顶开始向下循环，依次打印栈内数据
    {
        printf("%d ",p->data[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    stack_t *S = Create(5);//开辟空顺序栈
    Push(S, 5);//调用入栈函数
    Push(S, 4);
    Push(S, 3);
    Push(S, 2);
    Push(S, 1);
    printf("出栈: ");
    Pop(S, S->top);//调用出栈函数， 出栈先进后出  1  2  3  4  5
    return 0;
}

运行结果：

2》链式栈

逻辑结构：线性结构

存储结构：链式存储

顺序栈和链式栈的区别：存储结构不同，实现的方式也不同，顺序栈是用顺序表实现而链式栈是用链表实现。

栈的操作：创空栈、入栈、出栈、判空

入栈：

出栈：

代码展示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef int data_t;
typedef struct node
{
    data_t data;
    struct node *next;
} Node_t, *Node_p;

/*创建一个空栈*/
void Create(Node_p *p) // Node_p 相当于Node_t *,所以 Node_p *p 相当于定义一个二级指针,接受一级指针的地址  p = &top
{
    *p = NULL; //*p = top = NULL;
}

/*入栈*/
void Push(Node_p *p, int data)
{
    Node_p p_new = (Node_p)malloc(sizeof(Node_t)); // 开辟一个新的要入栈的节点
    if (NULL == p_new)
    {
        perror("malloc lost\n");
    }
    p_new->data = data; // 新节点初始化
    p_new->next = *p;//让新节点连接到top栈顶上
    *p = p_new;//让top栈顶移动到新节点处，让新节点成为栈顶
}
/*判空*/
int Empty(Node_p p)
{
    return p == NULL;//当栈顶为空的时候，就是创空栈的时候
}

/*出栈*/
void Pop(Node_p *p)
{
    if (Empty(*p))//判空，容错判断
    {
        perror("Empty\n");
    }
    while (*p != NULL)//当栈顶不是空，就进入循环
    {
        printf("%d ", (*p)->data);//先出栈顶的元素
        Node_p p_del = *p;//定义一个p_del指针指向栈顶
        *p = (*p)->next;//让栈顶向下移动，指向下一个节点
        free(p_del);//释放之前的栈顶节点
        p_del = NULL;//将p_del指针置空
    }
    printf("\n");
}

/*栈的长度*/
int Length(Node_p p)
{
    int len = 0;//定义一个变量保存栈的长度
    while (p != NULL)//当栈顶元素不为空就进入循环
    {
        len++;//让栈的长度加一
        p = p->next;//栈顶指针向下移动，指向下一个节点
    }
    return len;//返回栈的长度
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    Node_p top;//定义一个栈结构体类型的指针
    Create(&top); // top = NULL，创空栈，此时栈里只有一个控制真
    for (int i = 0; i < 5; i++)//循环调用入栈函数
        Push(&top, i);
    printf("栈的长度：%d\n", Length(top));//打印栈的长度
    printf("出栈： ");
    Pop(&top);//调用出栈函数，先入后出

    return 0;
}

运行结果：