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[数据结构与算法]数据结构第三章——栈

目录

一、栈的基本概念

(一)栈的定义

(二)栈的基本操作

二、栈的顺序存储结构

(一)顺序栈的实现

(二)顺序栈的基本运算

1.初始化

2.判栈空

3.进栈

4.出栈

5.读栈顶元素

(三)共享栈

三、栈的链式存储结构

(一)链栈的实现

?(二)链栈的基本操作

四、经典例题

(一)选择题

(二)应用题


一、栈的基本概念

(一)栈的定义

????????只允许在 一端进行插入或删除操作的线性表

  • 栈顶:允许进行插入删除的一端
  • 栈底:固定的,不允许插入和删除的另一端
  • 空栈:不含任何元素的空表

? ? ? ? 栈的一个数学性质,n个不同元素进栈,出栈元素不同排序的个数为

\frac{1}{n+1}C^{n}_{2n}

(二)栈的基本操作

基本操作操作函数备注
初始化InitStack(&L)初始化一个空栈
判空StackEmpty(S)若栈空返回true,否则返回false
进栈Push(&S,x)进栈,若栈S未满,则将x加入成为栈顶
出栈Pop(&S)出栈,若栈S非空,则弹出栈顶元素,并用x返回
读栈顶元素GetTop(S,&x)读栈顶元素,若栈S不为空,则用x返回栈顶元素
销毁栈DestroyStack(&S)销毁栈,并释放S占用的存储空间

二、栈的顺序存储结构

(一)顺序栈的实现

#define MaxSize 50
typedef sturct
{
    ElemType data[MaxSize];        //存放在栈中的元素
    int top;                       //栈顶指针在数组中的相对位置
}SqStack;

????????栈顶指针:S.top,也就是栈顶在数组中的位置,一般初始的时候设置为-1

? ? ? ? 栈顶元素:S.data[S.top]

? ? ? ? 栈空条件:S.top == -1,栈满条件:S.top = =MaxSize -1

? ? ? ? 还有一种情况是S.top初始化为0的情况,这种情况表示S.top指向栈顶元素的下一个位置?

(二)顺序栈的基本运算

1.初始化

#define MaxSize 50
typedef sturct
{
    ElemType data[MaxSize];        //存放在栈中的元素
    int top;                       //栈顶指针在数组中的相对位置
}SqStack;

void InitStack(SqStack &S)
{
    S.top=-1;                      //初始化栈顶指针
}
 
int main(){
    SqStack S;                      //声明一个顺序栈
    InitStack(S);                   //初始化顺序栈  
    return 0;
}

2.判栈空

#define MaxSize 50
typedef sturct
{
    ElemType data[MaxSize];         //存放在栈中的元素
    int top;                        //栈顶指针在数组中的相对位置
}SqStack;

bool StackEmpty(SqStack &S)
{
    if(S.top == -1)
        return true;                //栈空
    else
        return false;               //栈不为空
}
 
int main(){
    SqStack S;                      //声明一个顺序栈
    InitStack(S);                   //初始化顺序栈  
    if(StackEmpty(S))               //判空
    print("hello");
    return 0;
}

3.进栈

#define MaxSize 50
typedef sturct
{
    ElemType data[MaxSize];         //存放在栈中的元素
    int top;                        //栈顶指针在数组中的相对位置
}SqStack;

bool PushStack(SqStack &S,ElemType x)
{
    if(S.top == MaxSize-1)
        return false;               //栈满报错
    else
    {
        S.data[++S.top] = x;        //指针先+1,再进栈
        return true;                       
    }

}
 
int main(){
    SqStack S;                      //声明一个顺序栈
    ElemType x;
    InitStack(S);                   //初始化顺序栈  
    PushStack(S,x);                 //进栈操作
    return 0;
}

4.出栈

#define MaxSize 50
typedef sturct
{
    ElemType data[MaxSize];         //存放在栈中的元素
    int top;                        //栈顶指针在数组中的相对位置
}SqStack;

bool PopStack(SqStack &S,ElemType x)
{
    if(S.top == -1)
        return false;               //栈空报错
    else
    {
        x = S.data[S.top--]         //先出栈,再指针-1
        return true;                       
    }

}
 
int main(){
    SqStack S;                      //声明一个顺序栈
    ElemType x;
    InitStack(S);                   //初始化顺序栈  
    PopStack(S,x);                  //出栈操作
    return 0;
}

5.读栈顶元素

#define MaxSize 50
typedef sturct
{
    ElemType data[MaxSize];         //存放在栈中的元素
    int top;                        //栈顶指针在数组中的相对位置
}SqStack;

bool GetTop(SqStack &S,ElemType x)
{
    if(S.top == -1)
        return false;               //栈空报错
    else
    {
        x = S.data[S.top]           //记录栈顶元素
        return true;                       
    }

}
 
int main(){
    SqStack S;                      //声明一个顺序栈
    ElemType x;
    InitStack(S);                   //初始化顺序栈  
    GetTop(S,x);                    //读栈顶元素
    return 0;
}

(三)共享栈

?? ? ? ? 两个顺序栈共享一个一维数组,将两个栈的栈底分别设置在共享空间的两端,栈顶向共享空间中间延伸

? ? ? ??进栈时先动指针再赋值,出栈时先取值再动指针


三、栈的链式存储结构

(一)链栈的实现

? ? ? ? 采用链式存储的栈称为链栈,优点是不存在栈满上溢的情况

? ? ? ? 通常用单链表实现,并规定所有操作都是在单链表的表头进行的,这里规定链栈没有头结点,Lhead指向栈顶元素

? ? ? ? ?栈的链式存储类型代码如下

typedef struct Linknode
{
    ElemType data;
    struct Linknode *next;
}*Listack,Linknode;

?(二)链栈的基本操作

? ? ? ? ?目前参照线性表的链式存储之后再继续完善


四、经典例题

(一)选择题

1.栈和队列具有相同的()

????????A.抽象数据类型? ? ? ? ? ? ? ? B.逻辑结构? ? ? ? ? ? ? ? C.存储结构? ? ? ? ? ? ? ? D.运算

? ? ? ? 栈和队列同属于线性结构,也就是同一个逻辑结构

? ? ? ? 该知识点来自于(可点击查看)→数据结构绪论

2.设链表不带头结点且所有操作均在表头进行,则下列最不适合作为链栈的是()

??A.只有表头节点指针,没有表尾结点指针?的双向循环链表

? B.只有表尾结点指针,没有表头指针的双向循环链表

? C.只有表头节点指针,没有表尾指针的单向循环链表

? D.只有表尾结点指针,没有表头指针的单向循环链表

? ? ? ? 循环链表,在有删除操作的情况下,都需要考虑一点,找删除节点的前驱节点并修改其指针。在表头进行删除操作,表尾结点是前驱节点,单向循环链表无法一步找到表尾结点,因此选C

3.采用共享栈的好处是()

? A.减少存取时间,降低发送上溢的可能

? B.节省存储空间,降低发生上溢的可能

? C.减少存取时间,降低发生下溢的可能

? D.节省存储空间,降低发生下溢的可能

? ? ? ? 节省存储空间这个不用说,栈只可能发生上溢,所以选B

(二)应用题


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加:2022-05-18 17:54:13  更:2022-05-18 17:57:21 
 
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