栈和队列是两种特殊的线性表,它们的逻辑结构和线性表相同,只是其运算规则较线性表有更多的限制,故又称它们为运算受限的线性表。栈和队列被广泛应用于各种程序设计中。 栈(Stack)是限制仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表。
(1)通常称插入、删除的这一端为栈顶(Top),另一端称为栈底(Bottom)。
(2)当表中没有元素时称为空栈。
(3)栈为后进先出(LastInFirstOut)的线性表,简称为LIFO表。
栈的修改是按后进先出的原则进行。每次删除(退栈)的总是当前栈中最新的元素,即最后插入(进栈)的元素,而最先插入的是被放在栈的底部,要到最后才能删除
【示例】元素是以a1,a2,…,an的顺序进栈,退栈的次序却是an,an-1,…,a1。 (1)InitStack(S)
构造一个空栈S。
(2)StackEmpty(S)
判栈空。若S为空栈,则返回TRUE,否则返回FALSE。
(3)StackFull(S)
判栈满。若S为满栈,则返回TRUE,否则返回FALSE。
注意:
该运算只适用于栈的顺序存储结构。
(4)Push(S,x)
进栈。若栈S不满,则将元素x插入S的栈顶。
(5)Pop(S)
退栈。若栈S非空,则将S的栈顶元素删去,并返回该元素。
(6)StackTop(S)
取栈顶元素。若栈S非空,则返回栈顶元素,但不改变栈的状态。
顺序栈
栈的顺序存储结构简称为顺序栈,它是运算受限的顺序表。
1、顺序栈的类型定义
#defineStackSize100//假定预分配的栈空间最多为100个元素
typedefcharDataType;//假定栈元素的数据类型为字符
typedefstruct{
DataTypedata[StackSize];
inttop;
}SeqStack;
注意:
①顺序栈中元素用向量存放
②栈底位置是固定不变的,可设置在向量两端的任意一个端点
③栈顶位置是随着进栈和退栈操作而变化的,用一个整型量top(通常称top为栈顶指针)来指示当前栈顶位置
2、顺序栈的基本操作
前提条件:
设S是SeqStack类型的指针变量。若栈底位置在向量的低端,即S->data[0]是栈底元素。
(1)进栈操作
进栈时,需要将S->top加1
注意:
①S->top==StackSize-1表示栈满
②上溢现象--当栈满时,再做进栈运算产生空间溢出的现象。
上溢是一种出错状态,应设法避免。
(2)退栈操作
退栈时,需将S->top减1
注意:
①S->toptop=-1;
}
(2)判栈空
intStackEmpty(SeqStack*S)
{
returnS->top==-1;
}
(3)判栈满
intStackFull(SeqStack*SS)
{
returnS->top==StackSize-1;
}
(4)进栈
voidPush(S,x)
{
if(StackFull(S))
Error(Stackoverflow);//上溢,退出运行
S->data[++S->top]=x;//栈顶指针加1后将x入栈
}
(5)退栈
DataTypePop(S)
{
if(StackEmpty(S))
Error(Stackunderflow);//下溢,退出运行
returnS->data[S->top--];//栈顶元素返回后将栈顶指针减1
}
(6)取栈顶元素
DataTypeStackTop(S)
{
if(StackEmpty(S))
Error(Stackisempty);
returnS->data[S->top];
}
4、两个栈共享同一存储空间
当程序中同时使用两个栈时,可以将两个栈的栈底设在向量空间的两端,让两个栈各自向中间延伸。当一个栈里的元素较多,超过向量空间的一半时,只要另一个栈的元素不多,那么前者就可以占用后者的部分存储空间。
只有当整个向量空间被两个栈占满(即两个栈顶相遇)时,才会发生上溢。因此,两个栈共享一个长度为m的向量空间和两个栈分别占用两个长度为└m/2┘和┌m/2┐的向量空间比较,前者发生上溢的概率比后者要小得多。
链栈
栈的链式存储结构称为链栈。
1、链栈的类型定义
链栈是没有附加头结点的运算受限的单链表。栈顶指针就是链表的头指针。
链栈的类型说明如下:
typedefstructstacknode{
DataTypedata
structstacknode*next
}StackNode;
typedefstruct{
StackNode*top;//栈顶指针
}LinkStack;
注意:
①LinkStack结构类型的定义是为了方便在函数体中修改top指针本身
②若要记录栈中元素个数,可将元素个数属性放在LinkStack类型中定义。
2、链栈的基本运算
(1)置栈空
VoidInitStack(LinkStack*S)
{
S->top=NULL;
}
(2)判栈空
intStackEmpty(LinkStack*S)
{
returnS->top==NULL;
}
(3)进栈
voidPush(LinkStack*S,DataTypex)
{//将元素x插入链栈头部
StackNode*p=(StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));
p->data=x;
p->next=S->top;//将新结点*p插入链栈头部
S->top=p;
}
(4)退栈
DataTypePop(LinkStack*S)
{
DataTypex;
StackNode*p=S->top;//保存栈顶指针
if(StackEmpty(S))
Error(Stackunderflow.);//下溢
x=p->data;//保存栈顶结点数据
S->top=p->next;//将栈顶结点从链上摘下
free(p);
returnx;
}
(5)取栈顶元素
DataTypeStackTop(LinkStack*S)
{
if(StackEmpty(S))
Error(Stackisempty.)
returnS->top->data;
}
注意:
链栈中的结点是动态分配的,所以可以不考虑上溢,无须定义StackFull运算。
栈顶指针指向最上面的元素,它的不断移动导致元素的变化
堆栈是一种执行“后进先出”算法的数据结构。
设想有一个直径不大、一端开口一端封闭的竹筒。有若干个写有编号的小球,小球的直径比竹筒的直径略小。现在把不同编号的小球放到竹筒里面,可以发现一种规律:先放进去的小球只能后拿出来,反之,后放进去的小球能够先拿出来。所以“先进后出”就是这种结构的特点。
堆栈就是这样一种数据结构。它是在内存中开辟一个存储区域,数据一个一个顺序地存入(也就是“压入——push”)这个区域之中。有一个地址指针总指向最后一个压入堆栈的数据所在的数据单元,存放这个地址指针的寄存器就叫做堆栈指示器。开始放入数据的单元叫做“栈底”。数据一个一个地存入,这个过程叫做“压栈”。在压栈的过程中,每有一个数据压入堆栈,就放在和前一个单元相连的后面一个单元中,堆栈指示器中的地址自动加1。读取这些数据时,按照堆栈指示器中的地址读取数据,堆栈指示器中的地址数自动减 1。这个过程叫做“弹出pop”。如此就实现了后进先出的原则。
堆栈是计算机中最常用的一种数据结构,比如函数的调用在计算机中是用堆栈实现的。
堆栈可以用数组存储,也可以用以后会介绍的链表存储。
下面是一个堆栈的结构体定义,包括一个栈顶指针,一个数据项数组。栈顶指针最开始指向-1,然后存入数据时,栈顶指针加1,取出数据后,栈顶指针减1。
#define MAX_SIZE 100
typedef int DATA_TYPE;
struct stack
{
DATA_TYPE data[MAX_SIZE];
int top;
};
在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。
自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。
全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。
常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改,而且方法很多.
基本运算的栈的定义及基本运算
栈(Stack)是限制仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表。(1)通常称插入、删除的这一端为栈顶(Top),另一端称为栈底(Bottom)。(2)当表中没有元素时称为空栈。(3)栈为后进先出(LastInFirstOut)的线性表,简称为LIFO表。栈的修改是按后进先出的原则进行。每次删除(退栈)的总是当前...
基本运算栈的定义及基本运算
栈和队列是运算受限的线性表,与线性表类似,但规则更为严格。它们在程序设计中广泛应用,特别是栈,其定义为只允许在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。栈有两个关键位置:栈顶(Top)和栈底(Bottom)。当栈中没有元素时,我们称其为空栈。栈遵循后进先出(LastInFirstOut,LIFO)的原则,即最...
堆栈和队列之栈的定义及基本运算
栈的定义 栈(Stack) 是限制仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表 通常称插入 删除的这一端为栈顶(Top) 另一端称为栈底(Bottom) 栈的修改是按后进后出的原则进行的 因此 栈又称为后进先出(Last In First Out)的线性表 简称为 LIFO表 栈的基本运算 lishixinzhi\/Article\/program\/sjjg...
什么是栈,栈的基本运算是什么?
栈是操作受限制的线性表,其基本特征是:后进先出。比如说a入栈,接着b入栈,然后执行出栈操作时是b一定要比a先出栈的。基本操作有 入栈操作:一个数据保存进栈,放在栈顶 出栈操作:提取栈最顶端的数据出来 判断栈是否为空的操作:检查判断栈内是否有数据 另外一些操作就看具体情况,个人添加编写...
栈的基本运算包括哪些?
栈(Stack)是一种后进先出(Last In First Out,LIFO)的数据结构,它是程序设计中常用的一种数据结构。栈的基本运算包括以下几种:入栈(Push):将一个元素压入栈中,使其成为新的栈顶元素。出栈(Pop):将栈顶元素弹出栈,使次栈顶元素成为新的栈顶元素。获取栈顶元素(Top):获取当前栈顶...
求计算机C语言中“栈”的基本概念,希望各个方面都有,全一点。最好和教 ...
插入一般称为进栈(PUSH),删除则称为退栈(POP)。 栈也称为先进后出表。 栈可以用来在函数调用的时候存储断点,做递归时要用到栈! 以上定义是在经典计算机科学中的解释。 在计算机系统中,栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。程序可以将数据压入栈中,也可以将数据从栈顶弹出。在i386机器中...
栈有哪些运算?
栈的基本运算包括如下:1、入栈运算 入栈运算是指在栈顶位置插入一个新元素。首先将栈顶指针加一(即top加1),然后将新元素插入到栈顶指针指向的位置。当栈顶指针已经指向存储空间的最后一个位置时,说明栈空间已满,不可能再进行入栈操作。这种情况称为栈上溢错误。2、退栈运算 退栈是指取出栈顶...
栈的基本概念是什么?
1.栈(stack)栈是限制仅在表的一端(表尾)进行插入和删除运算的线性表。向栈中插入元素称为进(入)栈,从栈中删除元素称为退(出)栈。2)栈顶(top)允许进行插入、删除操作的这一端称为栈顶,又称为表尾。由于元素的进栈和退栈,栈顶的位置经常是变动的,因此需要用一个整型量top指示栈...
数据结构复习总结第三章栈和队列
栈的定义及基本运算 栈是限制仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表又称为后进先出表(LIFO表) 插入 删除端称为栈顶 另一端称栈底 表中无元素称空栈 基本运算有 ) initstack(s) 构造一个空栈;) stackempty(s) 判栈空;) stackfull(s) 判栈满;) push(s x) 进栈;) pop (s) 退栈;...
计算机二级中的栈是什么意思
在栈的顺序存储空间S(1∶m)中,S(bottom)为栈底元素,S(top)为栈顶元素。top=0表示栈空;top=m表示栈满。栈的基本运算有三种:入栈、退栈与读栈顶元素。(1)入栈运算:入栈运算是指在栈顶位置插入一个新元素。首先将栈顶指针加一(即top加1),然后将新元素插入到栈顶指针指向的位置。当栈顶...