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上期回顾:我们在上一篇文章中已经学完了带头结点循环双向链表,那么顺序表和链表这一部分内容就算是告一段落了,现在我们要学习的是栈和队列这一块知识
一、栈的概念
栈是一种特殊的线性表，它只允许在固定的一端进行插入和删除元素的操作。进行数据插入和删除的一端我们将其称之为栈顶，另一端不变的我们将其称之为栈底。站中的元素遵循后进先出LIFO(Last in fisrt out)的原则.
我们将栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈
将栈的删除操作叫做出栈,出数据也在栈顶
下面是栈的示意图:
了解了栈的基本特征之后,我们应该用什么样的方式来实现栈呢?是用数组还是链表呢?
如果把栈倒下来看,根据后进先出的特性,那么就相当于我们会在栈尾进行操作更多一点,在数组与链表之间,对于尾部数据进行频繁地修改,数组相对而言就更加合适,代价也比较小,所以我们选择用数组来实现栈
二、栈的实现
1、栈的结构体
用数组来实现栈，那么站的结构体里面就少不了数组，下面是结构体代码：
cpptypedef struct Stack { Elemtype* arr; //指向的是赞栈的栈底 int top; //这个其实是当前整个栈里面的元素个数 int length; //当前栈的容量 }Stack;top可以说一直指向的是栈顶元素的下一个位置,同时top值也代表了当前栈中的元素个数
length代表的是当前栈的总容量,如果top的值达到了length的值,那就要境内扩容操作了
2、栈的初始化
对栈进行初始化其实就是对结构体里面的元素进行初始化。我们让arr指向NULL,将length与top同时置为0,这就完成了栈的初始化:
cppvoid Init_Stack(Stack* pStack) { pStack->arr = NULL; pStack->length = pStack -> top = 0; }
3、入栈
入栈就是就相当于在数组的末尾进行操作
既然是入栈，那传入的参数就要有元素x,下面是具体代码：
cpp
//入栈操作:
void Push_Stack(Stack* pStack,Elemtype x) {
//先判断容量是不是足够
if (pStack->top >= pStack->length) {
int newlength = pStack->length == 0 ? 4 : 2 * pStack->length;
Stack* newbase = realloc(pStack->arr, newlength * sizeof(Elemtype));
if (newbase == NULL) {
printf("申请空间失败,扩容失败...\n");
return;
}
pStack->arr = newbase;
pStack->length = newlength;
}
//pStack->arr[pStack->top++] = x;
*(pStack->arr + pStack->top++) = x;
}我们在插入之前，先给栈分配4个单位大小的空间，如果超出了，那就再继续扩容
4、出栈
出栈就更加简单了，先看下图：
为什么我们只是将top向前一定了一位就完成了出栈的操作呢??这是因为,top我们定义它代表的是当前栈顶元素的下一个位置,当top向前移动一位,就说明现在的栈顶元素是3,而不是4了,这样在输出的时候就直接忽略掉4这个元素,在我们想要继续增加元素的时候,4也会被重新覆盖掉,所以这个方案巧妙就巧妙在只用移动top.下面是具体的代码:
cpp//出栈操作 void Pop_Stack(Stack* pStack) { assert(!isEmpty(pStack)); pStack->top--; //只用将top进行--即可将元素减一 }看吧,出栈是不是很简单呢?
5、计算元素个数
虽然说是计算元素个数，其实根本不用计算，为什么？因为栈中top的值其实就代表了占中元素的总个数,由此可见,top在整个栈里面是不可或缺的,我们只用返回top值即可,代码如下:
cpp//计算栈里的元素个数 int num(Stack* pStack) { assert(!isEmpty(pStack)); return pStack->top; }
三、代码总和：
栈相对于前面我们学习的数据结构要简单很多，其实就是数组的简单操作，下
cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 520
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<windows.h>
#include<stdbool.h>
typedef int Elemtype;
typedef struct Stack {
Elemtype* arr; //指向的是赞栈的栈底
int top; //这个其实是当前整个栈里面的元素个数
int length; //当前栈的容量
}Stack;
//栈的初始化
void Init_Stack(Stack* pStack) {
pStack->arr = NULL;
pStack->length = pStack -> top = 0;
}
//栈的销毁
void Destroy_Stack(Stack* pStack) {
assert(pStack);
if (pStack->arr) {
free(pStack->arr);
}
pStack->arr = NULL;
pStack->length = pStack->top = 0;
}
//判断栈是否为空
bool isEmpty(Stack* pStack) {
assert(pStack);
return pStack->top == 0;
}
//入栈操作:
void Push_Stack(Stack* pStack,Elemtype x) {
//先判断容量是不是足够
if (pStack->top >= pStack->length) {
int newlength = pStack->length == 0 ? 4 : 2 * pStack->length;
Stack* newbase = realloc(pStack->arr, newlength * sizeof(Elemtype));
if (newbase == NULL) {
printf("申请空间失败,扩容失败...\n");
return;
}
pStack->arr = newbase;
pStack->length = newlength;
}
//pStack->arr[pStack->top++] = x;
*(pStack->arr + pStack->top++) = x;
}
//出栈操作
void Pop_Stack(Stack* pStack) {
assert(!isEmpty(pStack));
pStack->top--; //只用将top进行--即可将元素减一
}
//取栈顶元素
Elemtype Get_elem(Stack* pStack) {
assert(!isEmpty(pStack));
return *(pStack->arr + pStack->top-1);
}
//计算栈里的元素个数
int num(Stack* pStack) {
assert(!isEmpty(pStack));
return pStack->top;
}
//打印栈
void my_printf(Stack* pStack) {
assert(pStack);
if (pStack->top == 0) {
printf("当前栈里面没有元素...\n");
return;
}
for (int i = 0; i < pStack -> top; i++) {
printf("%d ",*(pStack->arr+i));
}
}
//打印菜单
void printf_menu() {
printf("=========================================\n");
printf("你可以进行以下操作:\n");
printf("1.入栈 2.出栈 3.计算当前元素个数 4.取栈顶元素\n");
printf("=========================================\n");
printf("\n");
}
int main() {
Stack L;
Stack* pStack = &L;
Init_Stack(pStack);
int choose = 0;
do {
system("cls");
printf_menu();
printf("当前的栈为:\n");
my_printf(pStack);
printf("\n");
printf("请输入你的选择(按-1结束程序):\n");
scanf("%d", &choose);
switch (choose) {
case 1: {
printf("请输入你想输入的元素个数:\n");
int num = 0;
Elemtype data = 0;
scanf("%d", &num);
printf("请输入元素:\n");
for (int i = 0; i < num; i++) {
scanf("%d", &data);
Push_Stack(pStack, data);
}
Sleep(1000);
printf("正在录入...\n");
Sleep(1000);
printf("录入成功!!!\n");
Sleep(2000);
break;
}
case 2: {
Pop_Stack(pStack);
printf("正在出栈...\n");
Sleep(1000);
printf("出栈成功!!!\n");
Sleep(1000);
break;
}
case 3: {
int num_elem = num(pStack);
printf("正在计算...\n");
Sleep(2000);
printf("当前栈的元素个数为: %d", num_elem);
Sleep(2000);
break;
}
case 4: {
Sleep(1000);
printf("当前栈顶元素为: %d", *(pStack->arr + pStack->top - 1));
Sleep(2000);
break;
}
case -1: {
printf("正在退出程序...\n");
Sleep(2000);
printf("退出成功!!!\n");
Sleep(2000);
break;
}
default: {
printf("输入错误,请重新输入...\n");
Sleep(2000);
break;
}
}
} while (choose != -1);
Destroy_Stack(pStack);
pStack = NULL;
return 0;
}那么以上就是我对栈相关知识的分享了~~~~感谢大佬们的阅读~~~~
文章是自己写的哈，有啥描述不对的、不恰当的地方，恳请大佬指正，看到后会第一时间修改，感谢您的阅读。