数据结构—栈

栈定义： 栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表**。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

栈的特性，读取方式 “先进后出” （****First In Last Out)，简称FILO结构。类比，桶装的薯片

栈结构

1、顺序存储栈

栈的存储方式物理结构是顺序存储，先开辟一块连续的内存空间，大小需要预设；
核心：需要栈顶标记top（top = -1，空栈），入栈push，top+1；出栈pop，top-1，top=MaxSize 满栈。

预设置

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */

typedef int Status;
typedef int SElemType; /* SElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */

栈定义 and 初始化

typedef struct
{
    SElemType data[MAXSIZE];//空间大小为MAXSIZE。
    int top; /* 用于栈顶标记 */
}SqStack;

// 构建一个空栈S
Status InitStack(SqStack *S) {
    S->top = -1;
    return OK;
}

栈的相关函数 push，pop，clear...

// 入栈 Push 插入元素e为新栈顶元素
Status PushData(SqStack *S, SElemType e){
    
    if (S->top == MAXSIZE -1) { //栈已满
        return ERROR;
    }
    
    S->top ++; //栈顶指针+1;
    
    S->data[S->top] = e;//将新插入的元素赋值给栈顶空间
    
    return OK;
}

// 出栈 Pop 删除S栈顶元素,并且用e带回
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e){
   
    if (S->top == -1) { //空栈,则返回error;
        return ERROR;
    }
    
    *e = S->data[S->top]; //将要删除的栈顶元素赋值给e
 
    S->top--;   //栈顶指针--;
    
    return OK;
}

//Clear 将栈置空
Status ClearStack(SqStack *S) {
    S->top = -1;
    return OK;
}
// 遍历栈，从栈底到栈顶依次对栈中的每个元素打印
Status StackTraverse(SqStack S){
    int i = 0;
    printf("此栈中所有元素");
    while (i<=S.top) {
        printf("%d ",S.data[i++]);
    }
    printf("\n");
    return OK;
}

//获取栈顶
Status GetTop(SqStack S,SElemType *e){
    if (S.top == -1)
        return ERROR;
    else
        *e = S.data[S.top];
   
    return OK;
}
// 判断顺序栈是否为空;
Status StackEmpty(SqStack S){
    if (S.top == -1)
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}
// 返回栈的长度
int StackLength(SqStack S){
    return S.top + 1;
}

2、链式存储栈

链式存储，内存不连续，大小不限定，需要合理的控制释放内存空间。

链式栈结构

链栈定义

/* 链栈结构 */
typedef struct StackNode
{
    SElemType data;
    struct StackNode *next;
}StackNode,*LinkStackPtr;

typedef struct
{
    LinkStackPtr top;
    int count;
}LinkStack;

函数实现

//构造一个空栈S
int initStack1(LinkStack *s) {
    s->top = NULL;
    s->count = 0;
    return 1;
}
//把链栈S置为空栈*/
int ClearStack1(LinkStack *s) {
    
    LinkStackPtr p, temp;
    p = s->top;
    while (p) {
        temp = p->next;
        free(p);
        p = temp;
    }
    s->count = 0;
    return 1;
}
//S为是否空栈,则返回TRUE, 否则返回FALSE*/
int StackEmpty(LinkStack S){
    if (S.count == 0)
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}
//返回S的元素个数,即栈的长度*/
int StackLength(LinkStack S){
    return S.count;
}
//若链栈S不为空,则用e返回栈顶元素
GetTop(LinkStack S,SElemType *e){
    
    if (S.top == NULL) {
        return 0;
    }
    *e = S.top->data;
    return 1;
}
//入栈 Push 插入元素e到链栈S (成为栈顶新元素)*/
Status Push(LinkStack *S, SElemType e){
    
    //创建新结点temp
    LinkStackPtr temp = (LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode));
    //赋值
    temp->data = e;
    //把当前的栈顶元素赋值给新结点的直接后继
    temp->next = S->top;
    //将新结点temp 赋值给栈顶指针
    S->top = temp;
    S->count++;
    return OK;
}
//出栈 Pop 若栈不为空,则删除S的栈顶元素,用e返回其值
int Pop(LinkStack *S,SElemType *e){
    if (S->count <1) {
        return 0;
    }
    
    *e = S->top->data;  //将栈顶元素赋值给*e

    LinkStackPtr p = S->top; //将栈顶结点赋值给p

    S->top= p->next; //使得栈顶指针下移一位, 指向后一结点
   
    free(p); //释放p
   
    S->count--; //个数--
    
    return 1;
}
//遍历链栈*/
Status StackTraverse(LinkStack S){
    LinkStackPtr p = S.top;
    while (p) {
        printf("%d ",p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
    return 1;
}