什么是栈结构
栈结构是从数据的运算来分类的,也就是说栈结构具有特殊的运算规则,即:后进先出。
我们可以把栈理解成一个大仓库,放在仓库门口(栈顶)的货物会优先被取出,然后再取出里面的货物。
而从数据的逻辑结构来看,栈结构起始就是一种线性结构。
如果从数据的存储结构来进一步划分,栈结构包括两类:
顺序栈结构:
即使用一组地址连续的内存单元依次保存栈中的数据。在程序中,可以定义一个指定大小的结构数组来作为栈,序号为0的元素就是栈低,再定义一个变量top保存栈顶的序号即可。
链式栈结构:
即使用链表的的形式保存栈中各元素的值。链表首部(head指针所指向元素)为栈顶,链表尾部(指向地址为NULL)为栈底。
在栈结构中只能在一端进行操作,该操作端称为栈顶,另一端称为栈底。也就是说,保存和取出的数据都只能从栈结构的一端进行。从数据的运算角度来分析,栈结构是按照“后进先出”的原则处理结点数据的。
在栈结构中,只有栈顶元素是可以访问的,栈结构的数据运算也是非常简单。一般栈结构的基本操作只有两个:
入栈(Push):将数据保存到栈顶的操作。进行入栈操作前,先修改栈顶指针,使其向上移一个元素位置,然后将数据保存到栈顶指针所指的位置。
出栈(Pop):将栈顶数据弹出的操作。通过修改栈顶指针,使其指向栈中的下一个元素。
接下来,我们使用C++语言建立顺序栈,并完成顺序栈结构的基本运算
准备数据
准备在栈操作中需要用到的变量及数据结构等。
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定义栈结构的长度MAXLEN,栈结构的数据元素类型DATA,以及栈结构的数据结构StackType。在数据结构StackType中,data为数据元素,top为栈顶的序号。当top=0时,表示栈为空,当top=MAXLEN时表示栈满。
数组元素都是充下标0开始的,这里为了讲述和理解方便,我们从下标1开始记录数据结点,下标0的位置不用。
初始化栈结构
在使用栈结构之前,首先需要创建一个空的顺序栈,也就是初始化顺序栈。顺序栈的初始化操作如下:
(1)按照符号常量MAXLEN指定大小申请一片内存空间,用来保存栈中的数据
(2)设置栈顶指针的值为0,表示一个空栈。
示例代码如下:
判断空栈
判断栈结构是否为空,如果是空栈,则表示该栈结构中没有数据,此时可以进行入栈操作,但是不可以进行出栈操作。
示例代码如下:
判断满栈
判断栈结构是否为满。如果是满栈,则表示该栈结构中没有多余的空间来保存额外数据。此时不可以进行入栈操作,但是可以进行进栈操作。
示例代码如下:
清空栈
清空栈就是栈中所有的数据被清除。 示例代码如下:
释放空间
释放空间是释放栈结构所占用的内存单元,使用delete释放用new运算符申请的内存空间。
示例代码如下:
入栈
入栈(Push)是栈结构的基本操作,主要操作是将数据元素保存到栈结构。入栈操作的具体步骤如下:
(1)首先判断栈顶top,如果top大于等于MAXLEN,则表示溢出,进行出错处理。否则执行以下操作。
(2)设置top=top+1(栈顶指针加1,指向入栈地址)
(3)将入栈呀U尿素保存到top指向的位置。
示例代码如下:
出栈
出栈(Pop)是占据诶狗的基本操作,主要操作与入栈相反,它是从栈顶弹出一个数据元素,出栈操作的具体步骤如下:
(1)首先判断栈顶top,如果top等于0,则表示为恐慌在哪,进行出错处理。否则执行下面的操作。
(2)将栈顶指针top所指向的位置的元素返回(实际是返回的指针)
(3)将top的减1,指向栈的下一个元素,原来栈顶的元素被弹出。
读取点结构
读取点结构也就是读取栈结构中结点的数据。由于栈结构只能在一端进行操作,因此这里的读操作其实就是读站点的数据。
需要注意的是,读节点数据的操作和出栈操作不同。读结点操作仅仅是显示栈顶结点数据的内容,而出栈操作则将栈顶数据弹出。
示例代码如下:
cout<<"栈已空"<<e