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编程问答

【数据结构基础笔记】【栈】

發(fā)布時間：2023/12/1 编程问答 36 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【数据结构基础笔记】【栈】小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

代碼參考《妙趣橫生的算法.C語言實(shí)現(xiàn)》

文章目錄

前言
- 1、棧的定義
- 2、創(chuàng)建一個棧
- 3、入棧和出棧操作
- 4、棧的清空、銷毀、計算棧的當(dāng)前容量
- 5、實(shí)例分析

前言

本章總結(jié)：棧的定義、創(chuàng)建棧，銷毀棧，入棧出棧操作等操作。

1、棧的定義

棧是一種重要的線性結(jié)構(gòu)。是鏈表和順序表的具體形式。

stack是一個后進(jìn)先出的線性表。棧的操作只能限定在這個順序表的表尾進(jìn)行，我們稱這個地方為棧頂(top)，相應(yīng)的表頭稱為棧底(bottom)

最開始棧中不含有任何數(shù)據(jù)，叫做空棧，此時棧頂就是棧底。數(shù)據(jù)從棧頂進(jìn)入，棧頂棧底分離，棧的容量變大。數(shù)據(jù)出棧時從棧頂彈出，棧頂下移，整個棧的當(dāng)前容量變小。

用順序表建立棧：

typedef struct {ElemType *base; //指向棧底的指針ElemType *top; //指向棧頂?shù)闹羔?/span>int stacksize; //當(dāng)前可使用的最大容量 }sqStack;

2、創(chuàng)建一個棧

1、在內(nèi)存中開辟一段連續(xù)的空間，用作棧的物理存儲空間；
2、將棧頂、棧底的地址賦值給top和base,并設(shè)置stacksize，以便通過這個變量對棧進(jìn)行各種操作

#define STACK_INIT_SIZE 100 void initStack(sqStack *s) {//內(nèi)存中開辟一段連續(xù)空間作為棧空間，首地址賦值給s->bases->base = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * STACK_INIT_SIZE);if (!s->base){printf("分配內(nèi)存失敗");exit(0);} //分配內(nèi)存失敗s->top = s->base; //空棧，棧頂和棧底重合s->stacksize = STACK_INIT_SIZE; //設(shè)定最大容量 } /*注意：要區(qū)分棧的最大容量和棧的當(dāng)前容量兩個概念。對于此棧，最大容量為100個ElemType 類型空間大小，但是它是一個空棧，因為它里面沒有任何內(nèi)容 */

3、入棧和出棧操作

入棧：每向棧中壓入一個數(shù)據(jù)，top指針+1，直到棧滿為止

//入棧 #define STACKINCREMENT 10 void PushStack(sqStack* s,ElemType elem) {if (s->top - s->base >= s->stacksize) //判斷棧是否滿了{//如果棧滿了，追加空間s->base = (ElemType*)realloc(s->base, (s->stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(ElemType));if (!s->base) //內(nèi)存分配失敗{printf("內(nèi)存分配失敗");exit(0);}s->top = s->base + s->stacksize;s->stacksize = s->stacksize + STACKINCREMENT; //重置棧的最大容量}*(s->top) = elem; //放入數(shù)據(jù)s->top++; //top指針+1 }

出棧操作就是棧頂(指針先下移指向棧頂元素)取出元素，棧頂指針隨之下移的操作。可以重復(fù)出棧，直道該棧變?yōu)榭諚橹?/p> //出棧操作 void PopStack(sqStack* s, ElemType *elem) {if (s->top == s->base) return; //棧空了，程序返回s->top--; //top指針-1*elem = *(s->top); //將棧頂元素取出，給elem }

4、棧的清空、銷毀、計算棧的當(dāng)前容量

1、清空一個棧就是希望棧中的元素全部作廢，而棧本身的物理空間不一定發(fā)生變化。
因此只需要將s->top的內(nèi)容賦值為s->base即可
2、銷毀一個棧是要釋放掉該棧所占據(jù)的物理內(nèi)存空間，因此銷毀與清空棧是兩個不同的操作。

//棧的一些操作：清空一個棧、銷毀一個棧、計算棧當(dāng)前的容量 //清空一個棧 void ClearStack(sqStack* s) {s->top = s->base; //將棧底指針賦值給棧頂指針，表示棧已變空 } //銷毀一個棧 void DestroyStack(sqStack* s) {free(s->base); //釋放掉內(nèi)存空間s->base = s->top = NULL; //棧頂棧底指針置NULLs->stacksize = 0; //棧的最大容量設(shè)置為0 }//計算棧當(dāng)前容量 int GetStackLen(sqStack s) {return (s.top - s.base); //這里不對棧中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，所以不需要引用 }

5、實(shí)例分析

利用棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制：

已知公式為：

思路：將一串二進(jìn)制的0/1碼，從高位到低位順序入棧，再逐一從棧頂取出元素，取出的第i個元素乘上2的i-1次方，并逐一累加，最終得到十進(jìn)制表達(dá)。

#include "stdio.h" #include "malloc.h" #include "conio.h" #include <stdlib.h> #include <math.h> typedef char ElemType ; typedef struct {ElemType *base; //指向棧底的指針ElemType *top; //指向棧頂?shù)闹羔?/span>int stacksize; //當(dāng)前可使用的最大容量 }sqStack; #define STACK_INIT_SIZE 20 #define STACKINCREMENT 10 void initStack(sqStack *s) {//內(nèi)存中開辟一段連續(xù)空間作為棧空間，首地址賦值給s->bases->base = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * STACK_INIT_SIZE);if (!s->base){printf("分配內(nèi)存失敗");exit(0);} //分配內(nèi)存失敗s->top = s->base; //空棧，棧頂和棧底重合s->stacksize = STACK_INIT_SIZE; //設(shè)定最大容量 } /*注意：要區(qū)分棧的最大容量和棧的當(dāng)前容量兩個概念。對于此棧，最大容量為100個ElemType 類型空間大小，但是它是一個空棧，因為它里面沒有任何內(nèi)容 *///入棧 void PushStack(sqStack* s,ElemType elem) {if (s->top - s->base >= s->stacksize) //判斷棧是否滿了{//如果棧滿了，追加空間s->base = (ElemType*)realloc(s->base, (s->stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(ElemType));if (!s->base) //內(nèi)存分配失敗{printf("內(nèi)存分配失敗");exit(0);}s->top = s->base + s->stacksize;s->stacksize = s->stacksize + STACKINCREMENT; //重置棧的最大容量}*(s->top) = elem; //放入數(shù)據(jù)s->top++; //top指針+1 }//出棧操作 void PopStack(sqStack* s, ElemType *elem) {if (s->top == s->base) return; //棧空了，程序返回s->top--; //top指針-1*elem = *(s->top); //將棧頂元素取出，給elem }//棧的一些操作：清空一個棧、銷毀一個棧、計算棧當(dāng)前的容量 //清空一個棧 void ClearStack(sqStack* s) {s->top = s->base; //將棧底指針賦值給棧頂指針，表示棧已變空 } //銷毀一個棧 void DestroyStack(sqStack* s) {free(s->base); //釋放掉內(nèi)存空間s->base = s->top = NULL; //棧頂棧底指針置NULLs->stacksize = 0; //棧的最大容量設(shè)置為0 }//計算棧當(dāng)前容量 int GetStackLen(sqStack s) {return (s.top - s.base); //這里不對棧中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，所以不需要引用 }int main() { ElemType c;sqStack s;int len = 0, i = 0, sum = 0;printf("請輸入一個二進(jìn)制數(shù)\n");initStack(&s);/*輸入01字符表示的二進(jìn)制數(shù)，以#結(jié)束*/scanf("%c",&c);while (c != '#'){PushStack(&s,c);printf("將%c壓入棧中\(zhòng)n",c);scanf("%c", &c);}getchar();len = GetStackLen(s);printf("len:%d\n", len);for(i=0;i<len;i++){PopStack(&s,&c);printf("%c ", c);sum = sum + (c - '0') * pow(2, i); //轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制}printf("十進(jìn)制數(shù)是:%d\n",sum);DestroyStack(&s); //釋放棧空間_getche();return 0; }

reslut:

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【数据结构基础笔记】【栈】的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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