数据结构 | 顺序栈的表示与实现

相关定义

• 栈和队列是操作受限的线性表，称为限定性数据结构
• 栈：仅限在表尾进行插入和删除的线性表
  特点：后进后出（类似排队）
  栈顶：表尾元素，出栈时从栈顶出
  栈底：表头元素，入栈时从栈底入
• stackSize：当前栈可使用的最大容量（以elemtype个数为单位）
  base：栈底指针，当base=NULL时表示栈结构不存在
  top：栈顶指针，初始化时base=top，表明为空栈
  又因为入栈时top+1，出栈时top-1，因此top始终指向栈顶元素的下一个位置，而base指向栈底元素

顺序栈的表示与相关操作实现

• 顺序栈的表示

#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 10
//一定要注意预定义与引入头文件后边均无分号，开始就因为加了；一直查不出错误来

typedef struct{
    ElemType *base;
    ElemType *top;
    int stackSize;
}Stack;

• 相关操作的函数

Status InitStack(Stack *S);
ElemType GetStackTop(Stack S, ElemType *e);
Status Push(Stack *S, ElemType e);
Status Pop(Stack *S, ElemType *e);
int StackLength(Stack S, int *length);
Status ClearStack(Stack *S);
Status DestroyStack(Stack *S);
Status TraverseStack(Stack S);

• 初始化顺序栈

Status InitStack(Stack *S){
    S->base=(ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(ElemType));
    if(!S->base){
        return OVERFLOW;
    }
    S->top=S->base;
    S->stackSize=STACK_INIT_SIZE;
    return OK;
}

• 得到栈顶元素

ElemType GetStackTop(Stack S,ElemType *e){
    if(S.base==S.top){
        return ERROR;
    }
    *e=*(S.top-1);
    return *e;
}

• 入栈

Status Push(Stack *S,ElemType e){
    if(S->top-S->base>=S->stackSize){
        S->base=(ElemType*)realloc(S->base,(S->stackSize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemType));
        if(!S->base){
            return OVERFLOW;
        }
        S->top=S->base+S->stackSize;//在栈空间不够的时候分配空间后，需要更新栈顶指针
        S->stackSize+=STACKINCREMENT;
    }//检查栈储存空间是否足够
    *S->top=e;
    S->top++;
    return OK;
}

• 出栈

Status Pop(Stack *S,ElemType *e){
    if(S->top==S->base){
        return ERROR;
    }
    *e=*(S->top-1);
    S->top--;
    return OK;
}

• 得到栈的长度

int StackLength(Stack S, int *length){
    int count=0;
    while(S.top!=S.base){
        S.top--;
        count++;
    }
    *length=count;
    return *length;
}

• 请空栈

Status ClearStack(Stack *S){
    if(S->top!=S->base){
        S->top=S->base;
    }
    return OK;
}

• 销毁栈

Status DestroyStack(Stack *S){
    free(S->base);
    S->base=NULL;
    free(S);
    return OK;
}

• 遍历栈中元素

Status TraverseStack(Stack S){
    int count=1;
    while(S.base!=S.top){
        printf("The %dth elem is %d\n",count,*(S.top-1));
        count++;
        S.top--;
    }
    return OK;
}

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