文章目录
- 定义
- 分类
- 静态栈
- 动态栈
- 算法
- 应用
定义
在静态内存当中分配的叫做栈,在动态内存中分配的叫做堆。
**红色椭圆圈当中的就是在栈中分配的,蓝色下划线的就是在堆里分配的。**栈和堆表示的是分配数据的一种方式。静态局部变量是通过压栈和出栈来分配内存的,而动态变量是通过堆排序的方式来分配内存。
所以,栈是一种可以实现“先进后出”的存储结构,栈类似于箱子(有底)。
分类
静态栈
以数组为最基本的内核。
动态栈
不连续,其内核是链表(不允许尾部插入尾部删除)。最常用的是动态栈。
算法
压栈和出栈。
push&pop
#include <iostream>
#include <cmalloc>
#include <cstdlib>
using namespace std;
typedef struct Node
{
int data;
struct Node * pNext;
}NODE, *PNODE;
typedef struct Stack
{
PNODE pTop;//栈顶
PNODE pBottom;//栈底
}STACK, *PSTACK;
//因为栈也是链表演化过来的,对于栈来说,其栈底就相当于链表的头结点,栈底上方一个元素就是第一个有效节点。
//初始化
void init(PSTACK);
void push(PSTACK, int);
void traverse(PSTACK);
bool pop(PSTACK, int);
int main(void){
STACK S;
//这样就生成一个栈了,里面有两个元素,一个pTop一个pBottom。
init(&S);
//初始化就是使得pTop以及pBottom指向同一个头结点,(链表)即可生成一个空栈。
//注意的是,压栈的时候无需指定位置,因为只能放在栈顶。
push(&S, 1);//压栈后,这个结点就相当于pBottom了,之后它指向下方的头结点
push(&S, 2);//pTop需要根据压栈而随时变化。
traverse(&S);//遍历
pop(&S, &val);
return 0;
}
//初始化,造空栈
void init (PSTACK pS)
{ //现在就是要使得pTop以及pBottom都指向一个没有实际含义的,也就是pBottom下一个的结点,类似链表当中的头结点。
pS->pTop = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if (pS->pTop == nullptr)
{
cout << "动态内存分配失败!" << endl;
return -1;
}
else
{
pS->pBottom = pS->pTop;
pS->pTop->pNext = nullptr;//把pBottom指向的下一个结点的指针域清空,这里的pTop换成pBottom是一样的,因为现在这两个都指向了pBottom的下一个结点。
}
}
//压栈
void push(PSTACK pS, int val)
{
PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
pNew->data = val;
pNew->pNext = pS->pTop;//每次压栈都放到栈顶的上方,这里只能写pTop。
pS->pTop = pNew;//这样新的节点就是栈顶了,每次压栈,新的节点都是栈顶。
}
//遍历
void traverse(PSTACK)
{
//定义指针p,永远指向栈顶元素。
PNODE p = pS->pTop;
while(p != pS->pBottom)
{
cout << p->data << '\n' << endl;
p = p->pNext;
}
return;
}
//判断是否为空栈
bool empty(PSTACK pS)
{
if(pS->pTop == pS->pBottom)
return true;
else
return false;
}
//把pS嗦指向的栈出栈一次,并把出栈的元素存入pVal形参所指向的变量中,如果出栈失败,返回false,出栈成功返回true。
bool pop(PSTACK pS, int *pVal)
{
if (empty(pS))//pS本身就是S的地址
return false;
else
{
PNODE r = pS->pTop;
*pVal = r->data;
pS->pTop = r->pNext;
free(r);
r = nullptr;
return true;
}
}
void clear()
//清空,一个一个释放
//定义两个指针,一个p一个q,q指向p的下一个元素
//如果把p给free掉,那么q还是能指向下一个元素,这时候只要把q赋值给p,然后q再向下移一个,只要p指向的不是bottom,都能成立。
{
if (empty(pS))
{
return;
}
else
{
PNODE p = pS->pTop;
PNODE q = nullptr;
while (p != pS->pBottom)
{
q = p->pNext;
free(p);
p = q;
}
pS->pTop = pS->pBottom;
}
}
初始化后的栈:
push的操作
判断栈是否为空,则看pTop与pBottom是否相等。
应用
- 函数调用
- 中断
- 表达式求值
- 内存分配
- 缓冲处理
- 迷宫