【数据结构】【线性表】栈的顺序存储实现(附C语言源码)
栈的顺序存储实现
在之前的内容中我们讲过,栈也是线性表的一种,它和顺序表以及链表的区别不在存储结构上,而是在删除和插入的操作上,栈只允许在其一端进行插入或删除的操作。因此栈的实现可以和顺序表类似,也可以和链表类似,在这里,我们先介绍一下栈的顺序存储实现。顺序存储顾名思义,内存空间练习,元素顺序和存储顺序一致。
顺序栈的定义
define MaxSize 10//定义栈中元素的最大个数
typedef struct{
ElemType data[MaxSize];//用数组存放各个元素,Elemtype表示任意数据类型
int top;//栈顶指针
}SqStack;
内存分别大致如图所示:
顺序栈的初始化
将顺序栈初始化为空栈,为了清除顺序栈中元素数据,可以先遍历将各元素的data设置成一个特定的值,并将栈顶指针设置为负数(因为非空栈的栈顶指针必定为非负数)
void InitStack(SqStack &S,ElemType e){
for(int i=0;i<MaxSize;i++){
S.data[i]=e;
}
S.top=-1;
}
进栈
新的元素进栈需要先判断栈是否满员,防止上溢;在栈有剩余空间的前提下,先将栈顶指针+1,然后将元素放入其中。
bool PushStack(SqStack &S,ElemType e){
if(S.top==MaxSize-1)//判断顺序栈是否满员
return flase;//顺序栈已满,进栈失败
S.top=S.top+1;//栈顶指针先+1
S.data[S.top]=e;//元素进栈
return true;//进栈成功
}
出栈
将元素出栈需要先判断栈是否为空栈,在不是空栈的情况下,先将元素出栈,然后栈顶指针-1.
bool PopStack(SqStack &S,ElemType &e){
if(S.top==-1)//判断是否空栈
return false;//空栈,出栈失败
e=S.data[S.top];//数据出栈
S.top=S.top-1;//栈顶指针-1
return true;//出栈成功
}
这里需要注意的是,顺序结构里的出栈,不会真正的删除该元素,元素数据还保留在原来的内存中,只是从逻辑上删除了,top相当于一个盖子,让栈不会越过盖子访问下一个内存,视为删除(出栈)
读栈顶元素
类似于出栈,不同的在于我只需要读出栈顶元素的数据内容,不需要改变其栈顶指针
bool ReadTop(SqStack &S,ElemType &e){
if(S.top==-1)//判断是否空栈
return false;//空栈,读栈顶元素栈失败
e=S.data[S.top];//读取栈顶数据
return true;//读栈顶成功
}
共享栈
两个栈共享一个空间,内存分布大致情况如图所示:
共享栈公用同一片连续空间,两端分别为各自的栈底,两个栈的栈顶向其共享空间延申。
其结构体构建为:
define MaxSize 10//定义栈中元素的最大个数
typedef struct{
ElemType data[MaxSize];//用数组存放各个元素,Elemtype表示任意数据类型
int top1;//栈顶指针1
int top2;//栈顶指针2
}SqStack;
我们在初始化时需要注意栈顶指针的赋值,应当分别赋值给两端;同时为了清除数据,也可以将内存中各个元素赋予一个特定的值e,例如e=0;
void InitStack(SqStack &S,ElemType e){
for(int i=0;i<MaxSize;i++){
S.data[i]=e;
}
S.top1=-1;
S.top2=MaxSize;
}
共享栈的入栈和出栈的方法思路和正常栈是一致的,但也有几点注意事项需要说明一下:
- 共享栈共享同一个空间,栈底不是固定不变的,当两个栈顶指针相邻时,说明满栈,如图所示:
满栈的判定条件为:top1==top2-1;
- 共享栈空栈则二者的top都为初始化的值:
top1=-1;
top2==MaxSize;
- 需要注意的是,满栈判定什么两个栈均已满,但空栈判定只说明单个栈是空栈,也可能存在一个栈是空栈,另一个栈是满栈,此时的空栈没有剩余空间了,也视为满栈。
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