【数据结构】数据结构中的栈

简介: 【数据结构】数据结构中的栈

前言

该篇文章来了解数据结构中的,栈与队列都为一种线性存储结构,同时栈与队列在逻辑结构上,都只能在头或者尾进行对数据的操作;


什么是栈

栈是一种LIFO(Last in,First
out)的结构
,翻译过来即是后进先出的一种结构;栈无论是出数据还是入数据都只能从栈顶位置按顺序进行操作;

假设若是需要在一个栈中按顺序一次性存放1,2,3,4,5五个数据,则因为LIFO的规律,出栈时的顺序即为5,4,3,2,1;栈也可以在数据入栈时进行出栈,即若是只是入栈这5个数的话出栈的顺序不一定是5,4,3,2,1;

A. 可以在入栈时同时做到出栈,A入A出,B入B出…E入E出,A正确。

B.将数据按顺序一次性入栈再逐个出栈则为EDCBA,B正确。

C.入栈ABCD,此时栈内为ABCD,按顺序出栈D与C,此时栈内为AB,入栈E,此时栈内为ABE,出栈E后依次出栈B与C,C正确。

D.入栈ABCDE,此时栈内为ABCDE,出栈E,此时栈内为ABCD,C不为下一个出栈顺序,故D错误。


栈的实现

栈的实现可以用链表与数组若是用单链表进行实现的话,入栈的时间复杂度为O(1),但是若只是单单用单链表进行栈的实现的话,在出栈时,只能依靠遍历链表并释放尾节点时间复杂度为O(N)

若是用数组来实现的话,入栈的时间复杂度只需要O(1)出栈的时间复杂度也只需要O(1)

所以本次栈的实现使用顺序表进行实现


栈的初始化

栈的初始化与顺序表的初始化相同,创建一个动态数组存储数据,创建一个变量top记录栈顶的位置。创建一个变量capacity记录栈是否放满,若是放满则需要扩容。

typedef int STDataType;//重命名需要存放的数据类型便于更改
typedef struct Struct 
{
  STDataType* a;//动态数组
  int top;//栈顶数据
  int capacity;//容量
}STNode;
void STInit(STNode* ps)//初始化
{
  STDataType* tmp = (STDataType*)malloc(4 * sizeof(STDataType));
  if (tmp == NULL) {
    perror("malloc");
    exit(-1);
  }
  ps->a = tmp;
  ps->capacity = 4;
  ps->top = 0;
}

栈的初始化在初始化数组时可不开数据空间也可先开一块空间当不够存放再进行扩容

栈在初始化时可以定义栈顶的位置,栈顶位置是指向栈顶数据之后还是在栈顶位置,若是初始化栈顶为-1时,则栈指向的位置即为栈顶数据(-1位置不存放数据,存放数据时先++后赋值)

该处初始化初始化为0,即栈顶指向栈顶数据后。


入栈

入栈时则需要对栈的空间进行判断,若数组为满则需要对数组进行扩容。否则只需要入数据并++top。

void STPush(STNode* ps, STDataType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->capacity == ps->top) {
    STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps, ps->capacity * 2 * sizeof(STDataType));
    if (tmp == NULL) {
      perror("realloc");
      exit(-1);
    }
    ps->a = tmp;
  }
  ps->a[ps->top++] = x;
}

该处不需要将扩容封装为一个函数(此处扩容只在入栈时用到)。


出栈

栈的出栈只需要将top进行-1,原数据并不需要抹去;但需要注意的时应该对top进行断言,若是栈已经为空则不能再进行出栈;

void STPop(STNode* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top);
  ps->top--;
}

栈的判空

栈的判空只需要判断top是否为空并返回布尔值即可;

栈为空返回true,否则返回false;

bool STEmpty(STNode* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}

栈内有效数据个数

栈内有效数据个数即为top所在的位置(栈顶数据下标位置+1);

STDataType STTop(STNode* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->a[ps->top - 1];
}

返回栈顶数据

STDataType STTop(STNode* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->a[ps->top - 1];
}

栈的销毁

void SDestroy(STNode* ps) 
{
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
  ps->capacity = 0;
  ps->top = 0;
}
相关文章
|
4天前
|
DataX
☀☀☀☀☀☀☀有关栈和队列应用的oj题讲解☼☼☼☼☼☼☼
### 简介 本文介绍了三种数据结构的实现方法:用两个队列实现栈、用两个栈实现队列以及设计循环队列。具体思路如下: 1. **用两个队列实现栈**: - 插入元素时,选择非空队列进行插入。 - 移除栈顶元素时,将非空队列中的元素依次转移到另一个队列,直到只剩下一个元素,然后弹出该元素。 - 判空条件为两个队列均为空。 2. **用两个栈实现队列**: - 插入元素时,选择非空栈进行插入。 - 移除队首元素时,将非空栈中的元素依次转移到另一个栈,再将这些元素重新放回原栈以保持顺序。 - 判空条件为两个栈均为空。
|
1月前
|
存储 C语言 C++
【C++数据结构——栈与队列】顺序栈的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现顺序栈的基本运算。开始你的任务吧,祝你成功!​ 相关知识 初始化栈 销毁栈 判断栈是否为空 进栈 出栈 取栈顶元素 1.初始化栈 概念:初始化栈是为栈的使用做准备,包括分配内存空间(如果是动态分配)和设置栈的初始状态。栈有顺序栈和链式栈两种常见形式。对于顺序栈,通常需要定义一个数组来存储栈元素,并设置一个变量来记录栈顶位置;对于链式栈,需要定义节点结构,包含数据域和指针域,同时初始化栈顶指针。 示例(顺序栈): 以下是一个简单的顺序栈初始化示例,假设用C语言实现,栈中存储
142 77
|
1月前
|
C++
【C++数据结构——栈和队列】括号配对(头歌实践教学平台习题)【合集】
【数据结构——栈和队列】括号配对(头歌实践教学平台习题)【合集】(1)遇到左括号:进栈Push()(2)遇到右括号:若栈顶元素为左括号,则出栈Pop();否则返回false。(3)当遍历表达式结束,且栈为空时,则返回true,否则返回false。本关任务:编写一个程序利用栈判断左、右圆括号是否配对。为了完成本关任务,你需要掌握:栈对括号的处理。(1)遇到左括号:进栈Push()开始你的任务吧,祝你成功!测试输入:(()))
38 7
|
1月前
|
存储 C++ 索引
【C++数据结构——栈与队列】环形队列的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
【数据结构——栈与队列】环形队列的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】初始化队列、销毁队列、判断队列是否为空、进队列、出队列等。本关任务:编写一个程序实现环形队列的基本运算。(6)出队列序列:yzopq2*(5)依次进队列元素:opq2*(6)出队列序列:bcdef。(2)依次进队列元素:abc。(5)依次进队列元素:def。(2)依次进队列元素:xyz。开始你的任务吧,祝你成功!(4)出队一个元素a。(4)出队一个元素x。
44 13
【C++数据结构——栈与队列】环形队列的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
|
1月前
|
存储 C语言 C++
【C++数据结构——栈与队列】链栈的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现链栈的基本运算。开始你的任务吧,祝你成功!​ 相关知识 初始化栈 销毁栈 判断栈是否为空 进栈 出栈 取栈顶元素 初始化栈 概念:初始化栈是为栈的使用做准备,包括分配内存空间(如果是动态分配)和设置栈的初始状态。栈有顺序栈和链式栈两种常见形式。对于顺序栈,通常需要定义一个数组来存储栈元素,并设置一个变量来记录栈顶位置;对于链式栈,需要定义节点结构,包含数据域和指针域,同时初始化栈顶指针。 示例(顺序栈): 以下是一个简单的顺序栈初始化示例,假设用C语言实现,栈中存储整数,最大
46 9
|
3月前
|
存储 缓存 算法
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式,强调了合理选择数据结构的重要性,并通过案例分析展示了其在实际项目中的应用,旨在帮助读者提升编程能力。
99 5
|
3月前
|
算法
数据结构之购物车系统(链表和栈)
本文介绍了基于链表和栈的购物车系统的设计与实现。该系统通过命令行界面提供商品管理、购物车查看、结算等功能,支持用户便捷地管理购物清单。核心代码定义了商品、购物车商品节点和购物车的数据结构,并实现了添加、删除商品、查看购物车内容及结算等操作。算法分析显示,系统在处理小规模购物车时表现良好,但在大规模购物车操作下可能存在性能瓶颈。
72 0
|
3月前
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
55 1
|
3月前
|
存储 算法 Java
数据结构的栈
栈作为一种简单而高效的数据结构,在计算机科学和软件开发中有着广泛的应用。通过合理地使用栈,可以有效地解决许多与数据存储和操作相关的问题。
116 21
|
3月前
|
存储 JavaScript 前端开发
执行上下文和执行栈
执行上下文是JavaScript运行代码时的环境,每个执行上下文都有自己的变量对象、作用域链和this值。执行栈用于管理函数调用,每当调用一个函数,就会在栈中添加一个新的执行上下文。

热门文章

最新文章