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C++中栈结构建立与操作详细解析

时间:2018-07-27 02:42来源:网络整理 作者:51自学网
什么是栈结构 栈结构是从数据的运算来分类的,也就是说栈结构具有特殊的运算规则,即:后进先出。 我们可以把栈理解成一个大仓库,放在仓库门口(栈顶)的货物会优先被取出,

什么是栈结构

结构是从数据的运算来分类的,也就是说栈结构具有特殊的运算规则,即:后进先出。

我们可以把栈理解成一个大仓库,放在仓库门口(栈顶)的货物会优先被取出,然后再取出里面的货物。

而从数据的逻辑结构来看,栈结构起始就是一种线性结构。

如果从数据的存储结构来进一步划分,栈结构包括两类:
顺序栈结构:

即使用一组地址连续的内存单元依次保存栈中的数据。在程序中,可以定义一个指定大小的结构数组来作为栈,序号为0的元素就是栈低,再定义一个变量top保存栈顶的序号即可。
链式栈结构:

即使用链表的的形式保存栈中各元素的值。链表首部(head指针所指向元素)为栈顶,链表尾部(指向地址为NULL)为栈底。

在栈结构中只能在一端进行操作,该操作端称为栈顶,另一端称为栈底。也就是说,保存和取出的数据都只能从栈结构的一端进行。从数据的运算角度来分析,栈结构是按照“后进先出”的原则处理结点数据的。

在栈结构中,只有栈顶元素是可以访问的,栈结构的数据运算也是非常简单。一般栈结构的基本操作只有两个:

入栈(Push):将数据保存到栈顶的操作。进行入栈操作前,先修改栈顶指针,使其向上移一个元素位置,然后将数据保存到栈顶指针所指的位置。

出栈(Pop):将栈顶数据弹出的操作。通过修改栈顶指针,使其指向栈中的下一个元素。

接下来,我们使用C++语言建立顺序栈,并完成顺序栈结构的基本运算
准备数据

准备在栈操作中需要用到的变量及数据结构等。

复制代码 代码如下:


#define MAXLEN 50
struct DATA
{
 string name;
 int age;
};
struct StackType
{
 DATA data[MAXLEN+1];
 int top;
};


定义栈结构的长度MAXLEN,栈结构的数据元素类型DATA,以及栈结构的数据结构StackType。在数据结构StackType中,data为数据元素,top为栈顶的序号。当top=0时,表示栈为空,当top=MAXLEN时表示栈满。

数组元素都是充下标0开始的,这里为了讲述和理解方便,我们从下标1开始记录数据结点,下标0的位置不用。
初始化栈结构

在使用栈结构之前,首先需要创建一个空的顺序栈,也就是初始化顺序栈。顺序栈的初始化操作如下:

(1)按照符号常量MAXLEN指定大小申请一片内存空间,用来保存栈中的数据

(2)设置栈顶指针的值为0,表示一个空栈。

示例代码如下:

复制代码 代码如下:


StackType *STInit()
{
 StackType *p;
 if(p=new StackType)   //申请栈空间
 {
  p->top=0;     //设置栈顶为0
  return p;     //返回栈顶指针
 } 
 return NULL; 
}


首先用new申请内存,然后设置栈顶为0,然后返回申请内存的首地址,申请失败返回NULL;

判断空栈

判断栈结构是否为空,如果是空栈,则表示该栈结构中没有数据,此时可以进行入栈操作,但是不可以进行出栈操作。

示例代码如下:

复制代码 代码如下:


int STIsEmpty(StackType *s)
{
 int t;
 t=(s->top==0);     //通过栈顶的值进行判断
 return t;
}


输入参数s为一个指向操作的栈的指针。根据栈顶指针top判断是否为0,判断栈是否为空。

判断满栈

判断栈结构是否为满。如果是满栈,则表示该栈结构中没有多余的空间来保存额外数据。此时不可以进行入栈操作,但是可以进行进栈操作。

示例代码如下:

复制代码 代码如下:


int STIsFull(StackType *s)
{
 int t;
 t=(s->top==MAXLEN);
 return t;
}


输入参数s为一个指向操作的栈的指针。根据栈顶指针top判断是否和MAXLEN相等,判断栈是否已满。

清空栈

清空栈就是栈中所有的数据被清除。 示例代码如下:

复制代码 代码如下:


void STClear(StackType *s)
{
 s->top=0;
}


将栈顶指针top设置为0,表示执行清空栈操作。(这里只是逻辑上将栈中数据清空,实际上只是将top设置为0,以后再添加数据会覆盖原来的数据)

释放空间

释放空间是释放栈结构所占用的内存单元,使用delete释放用new运算符申请的内存空间。

示例代码如下:

复制代码 代码如下:


void STFree(StackType *s)
{
 delete s;
}


在程序中直接调用delete运算符释放已分配的内存空间。一般在不需要使用栈结构时调用该函数,特别是在程序结束的时候。

入栈

入栈(Push)是栈结构的基本操作,主要操作是将数据元素保存到栈结构。入栈操作的具体步骤如下:

(1)首先判断栈顶top,如果top大于等于MAXLEN,则表示溢出,进行出错处理。否则执行以下操作。

(2)设置top=top+1(栈顶指针加1,指向入栈地址)

(3)将入栈呀U尿素保存到top指向的位置。

示例代码如下:

复制代码 代码如下:

(责任编辑:admin)

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