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数据结构——受限线性表之栈

news 2025/9/23 7:30:59

引入：

各位小伙伴大家好，前几期我们分享了数据结构中的线性表（顺序表和链表），然后学习了双指针法，最后练习了几道经典练习题。从现在开始我们学习一些新的内容，也就是栈。

栈：

定义：

栈是限定仅在表尾进行插入或删除的线性表。表尾称为栈顶，表头端称为栈底，不含元素的空表称为空栈。设Stack=(a1,a2,……an)，a1为栈底元素，an为栈顶元素，元素按照从a1到an的顺序依次进栈，但是退栈的第一个元素是栈顶也即是an。栈的修改按照先进后出、后进先出的原则，因此栈又称为先进后出（FILO）线性表。

也就是说，栈是限制插入和删除操作只能在一个位置进行（栈顶）的表。

对栈的基本操作包括进栈（push）和出栈（pop）等。

栈的顺序结构的实现：

定义：

typedef int ElemType;
typedef struct{ElemType data[MAXSIZE];int top; 
}Stack;

初始化：

void initStack(Stack *S)
{S->top=-1;
}

判断栈是否为空：

bool IsEmpty(Stack *S)
{if(S->top==-1) {printf("栈为空\n");return 1;}else return 0;
}

压栈：

bool PushStack(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top>=MAXSIZE-1){printf("栈满了\n");return 0;}else{S->top+=1;S->data[S->top]=e;return 1;	}	
}

出栈：

bool PopStack(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top==-1){printf("空栈\n");return 0;}else{e=S->data[S->top];S->top-=1;return 1;}
}

获取栈顶元素：

ElemType GetPop(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top==-1){printf("这是空栈\n");return 0;}e=S->data[S->top];return e;	
}

总结代码和注释：

#include<stdio.h> 
#define MAXSIZE 100
typedef int ElemType;
typedef struct{ElemType data[MAXSIZE];int top; 
}Stack;
void initStack(Stack *S)
{S->top=-1;
}
bool IsEmpty(Stack *S)
{if(S->top==-1) {printf("栈为空\n");return 1;}else return 0;
}//栈为空返回1.有内容返回0
bool PushStack(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top>=MAXSIZE-1){printf("栈满了\n");return 0;}else{S->top+=1;S->data[S->top]=e;return 1;	}	
}
bool PopStack(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top==-1){printf("空栈\n");return 0;}else{e=S->data[S->top];S->top-=1;return 1;}
}
ElemType GetPop(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top==-1){printf("这是空栈\n");return 0;}e=S->data[S->top];return e;	
} 
int main()
{int result=0;Stack stack;initStack(&stack);IsEmpty(&stack);PushStack(&stack,10);PushStack(&stack,20);PushStack(&stack,30);printf("%d\n",GetPop(&stack,result));PopStack(&stack,result);printf("%d\n",result);printf("%d\n",GetPop(&stack,result));return 0;
}

动态内存分配的总代码和注释：

#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h>
#define MAXSIZE 100
typedef int ElemType;
typedef struct{ElemType *data;//这里是用指针定义的int top; 
}Stack;
Stack* initStack()
{Stack* S=(Stack*)malloc(sizeof(Stack));S->data=(ElemType*)malloc(sizeof(Stack)*MAXSIZE);S->top=-1;return S;//动态内存分配
}
bool IsEmpty(Stack *S)
{if(S->top==-1) {printf("栈为空\n");return 1;}else return 0;
}
bool PushStack(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top>=MAXSIZE-1){printf("栈满了\n");return 0;}else{S->top+=1;S->data[S->top]=e;return 1;	}	
}
bool PopStack(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top==-1){printf("空栈\n");return 0;}else{e=S->data[S->top];S->top-=1;return 1;}
}
ElemType GetPop(Stack *S,ElemType e)
{if(S->top==-1){printf("这是空栈\n");return 0;}e=S->data[S->top];return e;	
} 
int main()
{int result=0;Stack *stack=initStack();//创建和初始化方式发生了变化IsEmpty(stack);PushStack(stack,10);PushStack(stack,20);PushStack(stack,30);printf("%d\n",GetPop(stack,result));PopStack(stack,result);printf("%d\n",result);printf("%d\n",GetPop(stack,result));return 0;
}

栈的链式结构：

定义：

typedef struct stack{ElemType data;struct stack* next;
}Stack;//创建栈 
Stack* initStack()
{Stack* S=(Stack*)malloc(sizeof(Stack));S->next=NULL;return S;	
}//初始化栈

总代码和注释：

#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h>
typedef int ElemType;
typedef struct stack{ElemType data;struct stack* next;
}Stack;//创建栈 
Stack* initStack()
{Stack* S=(Stack*)malloc(sizeof(Stack));S->next=NULL;return S;	
}//初始化栈 
bool IsEmpty(Stack* S)
{if(S->next==NULL){printf("栈为空\n");return 1;}else return 0;
}//判断栈是否为空
bool PushStack(Stack* S,ElemType e)
{Stack* node=(Stack*)malloc(sizeof(Stack));node->data=e;node->next=S->next;S->next=node;
}//压栈，采用头插法
bool PopStack(Stack* S)
{if(IsEmpty(S)){return 0;}else{Stack* q=S->next;S->next=q->next;free(q);}	
} //出栈
int GetPop(Stack* S,ElemType e)
{if(IsEmpty(S)){return 0;}else{e=S->next->data;printf("%d\n",e);return e;}
} //获取栈顶元素 
void FreeStack(Stack* S)
{while(S->next!=NULL){Stack *q=S->next;S->next=q->next;free(q);}
}//释放我们给栈分配的堆内存 
int main()
{int result=0;Stack* stack=initStack();IsEmpty(stack);PushStack(stack,10);PushStack(stack,20);PushStack(stack,30);GetPop(stack,result);PopStack(stack);GetPop(stack,result);FreeStack(stack);return 0;
}