栈(Stack)是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。通常称其表尾为栈顶(top),表头端称为栈底( bottom)。按栈的存储方式可以分为顺序栈、链式栈。
一、顺序表栈
#include <stdio.h>
#include <malloc.h> #define OVERFLOW -1
#define OK 1
#define ERROR 0
#define STACK_INIT_SIZE 100 //存储空间初始分配量
#define STACKINCREMENT 10//存储空间分配增量 typedef int SElemType,Status;
/* 顺序栈结构体 */
typedef struct {
SElemType *base; //栈底指针
SElemType *top; //栈顶指针
int stacksize;
}SqStack; /* 构造一个空栈 */
Status InitStack (SqStack &S ){
S.base = (SElemType*) malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof (SElemType));
if (! S.base) exit(OVERFLOW);//存储分配失败
S.top =S.base;
S.stacksize = STACK_INIT_SIZE;
return OK;
} /* 返回栈顶元素 */
Status GetTop (SqStack S , SElemType &e )
{
if(S.top == S.base) return ERROR;//栈空 top == base
e = *(S.top-); //top指向的是栈顶元素的下一个位置
return OK;
} /* 压栈(插入元素) */
Status Push (SqStack &S , SElemType e )
{
if(S.top - S.base >= S.stacksize)//栈满
{ //当前存储空间已满,增加分配
S.base = (SElemType *)realloc(S.base,
(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof (SElemType));
if (!S.base) exit(OVERFLOW);// 存储分配失败
S.top = S.base + S.stacksize;//更新栈顶
S.stacksize+= STACKINCREMENT; //增加存储容量
}
*S.top++ = e;//压栈并更新栈顶
return OK;
} /* 出栈(删除栈顶元素) */
Status Pop (SqStack &S , SElemType &e )
{
if(S.top == S.base) return ERROR;//栈空 top == base
e = *--S.top; //更新栈顶并出栈
return OK;
} /* 测试 */
int main()
{
SqStack S;
SElemType e;
InitStack(S);//构造空栈
for(int i=; i<; ++i)
Push(S,i); //压栈
while(Pop(S,e))
printf("%d\n",e);//出栈
return ;
}
//浙大数据结构 \ 顺序栈
typedef int Position;
struct SNode {
ElementType *Data; /* 存储元素的数组 */
Position Top; /* 栈顶指针 */
int MaxSize; /* 堆栈最大容量 */
};
typedef struct SNode *Stack; Stack CreateStack( int MaxSize )
{
Stack S = (Stack)malloc(sizeof(struct SNode));
S->Data = (ElementType *)malloc(MaxSize * sizeof(ElementType));
S->Top = -;
S->MaxSize = MaxSize;
return S;
} bool IsFull( Stack S )
{
return (S->Top == S->MaxSize-);
} bool Push( Stack S, ElementType X )
{
if ( IsFull(S) ) {
printf("堆栈满");
return false;
}
else {
S->Data[++(S->Top)] = X;
return true;
}
} bool IsEmpty( Stack S )
{
return (S->Top == -);
} ElementType Pop( Stack S )
{
if ( IsEmpty(S) ) {
printf("堆栈空");
return ERROR; /* ERROR是ElementType的特殊值,标志错误 */
}
else
return ( S->Data[(S->Top)--] );
}
二、链表栈
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
/* 0.定义结点 */
typedef int SElemType, Status;
typedef struct stack* STACKPTR;
typedef struct stack STACK;
struct stack{
SElemType e;
STACKPTR next;
}; /* 1.push */
Status push(STACKPTR *top,SElemType e)
{
STACKPTR p;
p = (STACKPTR)malloc(sizeof(STACK));
if(p == NULL)
return ERROR; p->e=e;
p->next = *top; *top = p;
return OK;
} /* 2.pop */
Status pop(STACKPTR *top,SElemType *e)
{
if(*top == NULL)
return ERROR; *e = (*top)->e; STACKPTR t = *top;
*top = (*top)->next;
free(t);
return OK;
} /* 测试代码 */
int main()
{
STACKPTR top = NULL;
SElemType e;
for(int i=; i<; ++i)
push(&top,i);
while(pop(&top,&e))
printf("%d\n",e);
return ;
}
//浙大数据结构 \ 链栈
typedef struct SNode *PtrToSNode;
struct SNode {
ElementType Data;
PtrToSNode Next;
};
typedef PtrToSNode Stack; Stack CreateStack( )
{ /* 构建一个堆栈的头结点,返回该结点指针 */
Stack S; S = (Stack)malloc(sizeof(struct SNode));
S->Next = NULL;
return S;
} bool IsEmpty ( Stack S )
{ /* 判断堆栈S是否为空,若是返回true;否则返回false */
return ( S->Next == NULL );
} bool Push( Stack S, ElementType X )
{ /* 将元素X压入堆栈S */
PtrToSNode TmpCell; TmpCell = (PtrToSNode)malloc(sizeof(struct SNode));
TmpCell->Data = X;
TmpCell->Next = S->Next;
S->Next = TmpCell;
return true;
} ElementType Pop( Stack S )
{ /* 删除并返回堆栈S的栈顶元素 */
PtrToSNode FirstCell;
ElementType TopElem; if( IsEmpty(S) ) {
printf("堆栈空");
return ERROR;
}
else {
FirstCell = S->Next;
TopElem = FirstCell->Data;
S->Next = FirstCell->Next;
free(FirstCell);
return TopElem;
}
}
三、栈的应用举例
1、进制转换
十进制数N和其它d进制数的转换的算法基于原理: N = (N div d)×d + N mod d, 其中,div 相除取整,mod 相除取余。
计算过程是从低位到高位顺序产生d进制数的各个数位,而打印输出,一般来说应从高位到低位进行,恰好和计算过程相反。因此,若将计算过程中得到的d进制数 的各位顺序进栈,则按出栈序列打印输出的即为与输入对应 的d进制数。
/* 用上面链表栈代码测试 */
STACKPTR top = NULL;
SElemType e;
int n = ;//10进制数
int d = ; //8进制
while(n)
{
push(&top,n%d);
n /= d;
}
while(pop(&top,&e))
printf("%d",e);