C语言顺序栈和链式栈入栈和出栈操作
- 1、栈的基本概念
- 2、栈的存储形式
- 3、示例代码：
- (1) 顺序栈：
- (2) 顺序栈的应用：【十进制转二进制】
- (3) 链式栈
1、栈的基本概念
栈是一种逻辑结构，是特殊的线性表。特殊在：
- 只能在固定的一端操作
只要满足上述条件，那么这种特殊的线性表就会呈现一种“后进先出”的逻辑，这种逻辑就被称为栈。
由于约定了只能在线性表固定的一端进行操作，于是给栈这种特殊的线性表的“插入”、“删除”，另起了下面这些特定的名称：
- 栈顶：可以进行插入删除的一端
- 栈底：栈顶的对端
- 入栈：将节点插入栈顶之上，也称为压栈，函数名通常为push()
- 出栈：将节点从栈顶剔除，也称为弹栈(出栈)，函数名通常为pop()
- 取栈顶：取得栈顶元素，但不出栈，函数名通常为top()
2、栈的存储形式
栈只是一种数据逻辑，如何将数据存储于内存则是另一回事。一般而言，可以采用顺序存储形成顺序栈，或采用链式存储形成链式栈。
3、示例代码：
(1) 顺序栈：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define STACK_SIZE 10
typedef struct stack
{
// 真实存放数据的数组
int data[STACK_SIZE];
// 记录目前栈顶位置
int top;
}sq_stack_t;
// 初始化顺序栈
sq_stack_t *sq_stack_init(void)
{
sq_stack_t *my_sqstack = malloc(sizeof(sq_stack_t));
// 给top赋初值
my_sqstack->top = -1;
return my_sqstack;
}
// 入栈
int push(int new_data, sq_stack_t *sq_stack)
{
// 判断栈是否已满-栈未满
if (sq_stack->top < STACK_SIZE - 1)
{
/* 更新top */
sq_stack->top++;
sq_stack->data[sq_stack->top] = new_data;
return 0;
}
// 栈满了
else
{
printf("栈已满!\n");
return -1;
}
}
// 出栈
int pop(sq_stack_t *sq_stack)
{
// 判断栈是否空了
if (sq_stack->top >= 0)
{
// 先保存栈顶元素
int temp = sq_stack->data[sq_stack->top];
// 清除原栈顶元素值
sq_stack->data[sq_stack->top] = 0;
// 更新栈顶
sq_stack->top--;
return temp;
}
else
{
printf("栈已空！\n");
return -1;
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
/* 初始化顺序栈 */
sq_stack_t *my_sqstack = sq_stack_init();
// 入栈
push(1, my_sqstack);
push(2, my_sqstack);
push(3, my_sqstack);
push(4, my_sqstack);
push(5, my_sqstack);
// 出栈
int size = my_sqstack->top;
for(int i = 0; i <= size; i++)
{
printf("出栈的数据：%d\n", pop(my_sqstack));
}
return 0;
}
/*
执行结果：
出栈的数据：5
出栈的数据：4
出栈的数据：3
出栈的数据：2
出栈的数据：1
*/
(2) 顺序栈的应用：【十进制转二进制】
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define STACK_SIZE 10
typedef struct stack
{
// 真实存放数据的数组
int data[STACK_SIZE];
// 记录目前栈顶位置
int top;
}sq_stack_t;
// 初始化顺序栈
sq_stack_t *sq_stack_init(void)
{
sq_stack_t *my_sqstack = malloc(sizeof(sq_stack_t));
// 给top赋初值
my_sqstack->top = -1;
return my_sqstack;
}
// 入栈
int push(int new_data, sq_stack_t *sq_stack)
{
// 判断栈是否已满-栈未满
if (sq_stack->top < STACK_SIZE - 1)
{
/* 更新top */
sq_stack->top++;
sq_stack->data[sq_stack->top] = new_data;
return 0;
}
// 栈满了
else
{
printf("栈已满!\n");
return -1;
}
}
// 出栈
int pop(sq_stack_t *sq_stack)
{
// 判断栈是否空了
if (sq_stack->top >= 0)
{
// 先保存栈顶元素
int temp = sq_stack->data[sq_stack->top];
// 清除原栈顶元素值
sq_stack->data[sq_stack->top] = 0;
// 更新栈顶
sq_stack->top--;
return temp;
}
else
{
printf("栈已空！\n");
return -1;
}
}
/*
实现将键盘输入的任意整数转换成2进制保存到栈里面，然后打印出来
*/
int main(int argc, char const *argv[])
{
int num = 0;
/* 初始化顺序栈 */
sq_stack_t *my_sqstack = sq_stack_init();
// 入栈
printf("请输入任一整数：");
scanf("%d", &num);
while (num != 0)
{
push(num % 2, my_sqstack);
num /= 2;
}
// 出栈
int size = my_sqstack->top;
for(int i = 0; i <= size; i++)
{
printf("出栈的数据：%d\n", pop(my_sqstack));
}
return 0;
}
/*
执行结果：
请输入任一整数：15
出栈的数据：1
出栈的数据：1
出栈的数据：1
出栈的数据：1
*/
(3) 链式栈
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct list_stack
{
// 数据域
int data;
// 指针域
struct list_stack *next;
// 记录当前栈顶位置
struct list_stack *top;
}list_stack_t;
// 初始化链式栈
list_stack_t *list_stack_init(void)
{
// 申请堆空间
list_stack_t *list_stack = malloc(sizeof(list_stack_t));
list_stack->next = NULL;
list_stack->top = NULL;
return list_stack;
}
// 入栈
int push(int new_data, list_stack_t *list_stack)
{
// 给新节点申请堆空间
list_stack_t *new_node = malloc(sizeof(list_stack_t));
if (new_node == NULL)
{
return -1;
}
new_node->data = new_data;
new_node->next = NULL;
new_node->top = NULL;
list_stack_t *p = list_stack;
while (p->next != NULL)
{
p = p->next;
}
p->next = new_node;
// 更新栈顶位置
list_stack->top = new_node;
return 0;
}
// 出栈
int pop(list_stack_t *list_stack)
{
// 判断栈是否空了
if (list_stack->next == NULL)
{
printf("栈已空\n");
return -1;
}
// 保存栈顶元素值
int temp = list_stack->top->data;
// 删除栈顶节点
list_stack_t *p = list_stack;
while (p->next->next != NULL)
{
p = p->next;
}
p->next = NULL;
free(list_stack->top);
// 更新栈顶位置
list_stack->top = p;
return temp;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
unsigned char i;
list_stack_t * my_list_stack = list_stack_init();
for (i = 0; i < 5; i++)
{
push(i, my_list_stack);
}
for (i = 0; i < 9; i++)
{
printf("出栈数据：%d\n", pop(my_list_stack));
}
return 0;
}
/*
执行结果：
出栈数据：4
出栈数据：3
出栈数据：2
出栈数据：1
出栈数据：0
栈已空
出栈数据：-1
栈已空
出栈数据：-1
栈已空
出栈数据：-1
栈已空
出栈数据：-1
*/
