栈和队列 - 数据结构和算法23

栈和队列

 

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栈和队列

  [caption id="attachment_2026" align="alignnone" width="600"] 栈和队列[/caption]  

栈的定义

  栈是一种重要的线性结构，可以这样讲，栈是前面讲过的线性表的一种具体形式。 就像我们刚才的例子，栈这种后进先出的数据结构应用是非常广泛的。   在生活中，例如我们的浏览器，每点击一次“后退”都是退回到最近的一次浏览网页。 例如我们Word，Photoshop等的“撤销”功能也是如此。再例如我们C语言的函数，也是利用栈的基本原理实现的。   官方定义：栈（Stack）是一个后进先出（Last in first out,LIFO）的线性表，它要求只在表尾进行删除和插入操作。 小甲鱼定义：所谓的栈，其实也就是一个特殊的线性表（顺序表、链表），但是它在操作上有一些特殊的要求和限制：

栈的元素必须“后进先出”。

栈的操作只能在这个线性表的表尾进行。 注：对于栈来说，这个表尾称为栈的栈顶（top），相应的表头称为栈底（bottom）。  

栈的插入和删除操作

  栈的插入操作（Push），叫做进栈，也称为压栈，入栈。类似子弹放入弹夹的动作。 栈的删除操作（Pop），叫做出栈，也称为弹栈。如同弹夹中的子弹出夹。   请看动画演示！  

栈的顺序存储结构

  因为栈的本质是一个线性表，线性表有两种存储形式，那么栈也有分为栈的顺序存储结构和栈的链式存储结构。 最开始栈中不含有任何数据，叫做空栈，此时栈顶就是栈底。然后数据从栈顶进入，栈顶栈底分离，整个栈的当前容量变大。数据出栈时从栈顶弹出，栈顶下移，整个栈的当前容量变小。 妈呀，说啥呢？   请结合下图发挥想象力理解并记住： [caption id="attachment_2027" align="alignnone" width="548"] 栈和队列[/caption]   [codesyntax lang="c"]

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

[/codesyntax]   这里定义了一个顺序存储的栈，它包含了三个元素：base,top,stackSize。 其中base是指向栈底的指针变量，top是指向栈顶的指针变量，stackSize指示栈的当前可使用的最大容量。  

创建一个栈

  [codesyntax lang="c"]

#define STACK_INIT_SIZE 100

initStack(sqStack *s)
{
	s->base = (ElemType *)malloc( STACK_INIT_SIZE * sizeof(ElemType) );
	if( !s->base )
		exit(0);

	s->top = s->base;   // 最开始，栈顶就是栈底
	s->stackSize = STACK_INIT_SIZE;
}

[/codesyntax]  

入栈操作

  入栈操作又叫压栈操作，就是向栈中存放数据。 入栈操作要在栈顶进行，每次向栈中压入一个数据，top指针就要+1，知道栈满为止。 请看代码挺小甲鱼详细解释：Push.c  

出栈操作

  出栈操作就是在栈顶取出数据，栈顶指针随之下移的操作。 每当从栈内弹出一个数据，栈的当前容量就-1。   代码清单： [codesyntax lang="c"]

Pop(sqStack *s, ElemType *e)
{
	if( s->top == s->base )  // 栈已空空是也
		return;

	*e = *--(s->top);
}

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