栈是一种先进后出的数据结构

基本概念

定义
只允许在一端进行插入或删除操作的线性表

栈顶(Top):线性表允许进行插入和删除的一端。
栈底(Bottom):固定的,不允许进行插入和删除的另一端。
空栈:不含任何元素。

基本操作

s.empty() 返回栈是否为空
s.size() 返回栈的元素个数
s.top() 返回栈顶元素
s.pop() 弹出栈顶元素
s.push(x) 将 x 压入栈中

顺序存储结构

顺序栈

采用顺序存储的栈称为顺序栈,它是利用一组地址连续的存储单元存放自栈底到栈顶的数据元素,同时附设一个指针(top)指示当前栈顶的位置。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
//初始化
void InitStack(SqStack& S)
{
S.top = -1; //初始化栈顶指针
}
//判栈空
bool StackEmpty(SqStack& S)
{
if( S.top == -1)
{
return true;
}
return false;
}
//进栈
bool Push(SqStack& S, ElemType x)
{
if( S.top == MAXSIZE - 1 )//栈满,报错
{
return false;
}
S.top ++ ; //栈顶指针加1
S.data[S.top] = x; //入栈
return true;
}
//出栈
bool Pop(SqStack& S, ElemType& x)
{
if( S.top == -1 )//栈空,报错
{
return false;
}
x = S.data[S.top];
S.top --;
return true;
}
//读栈顶元素
bool GetTop(SqStack& S,ElemType& x)
{
if( S.top == -1 )//栈空,报错
{
return false;
}
x = S.data[S.top];
return true;
}

共享栈

利用栈底位置相对不变的特性,可以让两个顺序栈共享一个一维数据空间,将两个栈的栈底分别设置在共享空间的两端,两个栈顶向共享空间的中间延伸。

两个栈的栈顶指针都指向栈顶元素,top1 = -1 时,stack1 为空,top2 = MAXSIZE 时,stack2 为空;
仅当两个栈顶指针相邻(top2 - top1 == 1)时,判断栈满。
当stack1进栈时top1先加1再赋值,stack2进栈时top2先减1再赋值;出栈正好相反。

共享栈是为了更有效地利用存储空间,两个栈的空间正好互相调节,只有在整个存储空间被占满时才发生上溢。存取数据的时间复杂度均为O(1),所以对存取效率没有什么影响。

链式存储结构

链栈

采用链式存储的栈称为链栈,链栈的优点是便于多个栈共享存储空间和提高其效率,且不存在栈满上溢的情况。通常采用单链表实现,并规定所有操作都是在单链表的表头进行的。这里规定链栈没有头结点,top指向栈顶元素,

应用

递归

四则运算表达式求值