• DSA之栈


    定义

    在静态内存当中分配的叫做栈,在动态内存中分配的叫做堆。


    在这里插入图片描述


    **红色椭圆圈当中的就是在栈中分配的,蓝色下划线的就是在堆里分配的。**栈和堆表示的是分配数据的一种方式。静态局部变量是通过压栈和出栈来分配内存的,而动态变量是通过堆排序的方式来分配内存。

    所以,栈是一种可以实现“先进后出”的存储结构,栈类似于箱子(有底)。

    分类

    静态栈

    以数组为最基本的内核。

    动态栈

    不连续,其内核是链表(不允许尾部插入尾部删除)。最常用的是动态栈。

    算法

    压栈和出栈。
    push&pop

    #include <iostream>
    #include <cmalloc>
    #include <cstdlib>
    
    using namespace std;
    
    typedef struct Node
    {
    	int data;
    	struct Node * pNext;
    }NODE, *PNODE;
    
    typedef struct Stack
    {
    	PNODE pTop;//栈顶
    	PNODE pBottom;//栈底
    }STACK, *PSTACK;
    
    //因为栈也是链表演化过来的,对于栈来说,其栈底就相当于链表的头结点,栈底上方一个元素就是第一个有效节点。
    
    //初始化
    void init(PSTACK);
    void push(PSTACK, int);
    void traverse(PSTACK);
    bool pop(PSTACK, int);
    
    
    int main(void){
    	STACK S;
    	//这样就生成一个栈了,里面有两个元素,一个pTop一个pBottom。
    	init(&S);
    	//初始化就是使得pTop以及pBottom指向同一个头结点,(链表)即可生成一个空栈。
    	//注意的是,压栈的时候无需指定位置,因为只能放在栈顶。
    	push(&S, 1);//压栈后,这个结点就相当于pBottom了,之后它指向下方的头结点
    	push(&S, 2);//pTop需要根据压栈而随时变化。
    	traverse(&S);//遍历
    	pop(&S, &val);
    	
    	return 0;
    }
    
    //初始化,造空栈
    void init (PSTACK pS)
    {	//现在就是要使得pTop以及pBottom都指向一个没有实际含义的,也就是pBottom下一个的结点,类似链表当中的头结点。
    	pS->pTop = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    	if (pS->pTop == nullptr)
    	{
    		cout << "动态内存分配失败!" << endl;
    		return -1;
    	}
    	else
    	{
    		pS->pBottom = pS->pTop;
    		pS->pTop->pNext = nullptr;//把pBottom指向的下一个结点的指针域清空,这里的pTop换成pBottom是一样的,因为现在这两个都指向了pBottom的下一个结点。
    	}
    }
    
    //压栈
    void push(PSTACK pS, int val)
    {
    	PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    	pNew->data = val;
    	pNew->pNext = pS->pTop;//每次压栈都放到栈顶的上方,这里只能写pTop。
    	pS->pTop = pNew;//这样新的节点就是栈顶了,每次压栈,新的节点都是栈顶。	
    }
    
    //遍历
    void traverse(PSTACK)
    {
    	//定义指针p,永远指向栈顶元素。
    	PNODE p = pS->pTop;
    	while(p != pS->pBottom)
    	{
    		cout << p->data << '\n' << endl;
    		p = p->pNext;
    	}
    	return;
    }
    
    //判断是否为空栈
    bool empty(PSTACK pS)
    {
    	if(pS->pTop == pS->pBottom)
    		return true;
    	else
    		return false;
    }
    
    //把pS嗦指向的栈出栈一次,并把出栈的元素存入pVal形参所指向的变量中,如果出栈失败,返回false,出栈成功返回true。
    bool pop(PSTACK pS, int *pVal)
    {
    	if (empty(pS))//pS本身就是S的地址
    		return false;
    	else
    	{
    		PNODE r = pS->pTop;
    		*pVal = r->data;
    		pS->pTop = r->pNext;
    		free(r);
    		r = nullptr;
    		return true;
    	}
    }
    
    void clear()
    //清空,一个一个释放
    //定义两个指针,一个p一个q,q指向p的下一个元素
    //如果把p给free掉,那么q还是能指向下一个元素,这时候只要把q赋值给p,然后q再向下移一个,只要p指向的不是bottom,都能成立。
    {
    	if (empty(pS))
    	{
    		return;
    	}
    	else
    	{
    		PNODE p = pS->pTop;
    		PNODE q = nullptr;
    		while (p != pS->pBottom)
    		{	
    			q = p->pNext;
    			free(p);
    			p = q;
    		}
    		pS->pTop = pS->pBottom;
    	}
    }
    
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    初始化后的栈:
    在这里插入图片描述
    push的操作
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    判断栈是否为空,则看pTop与pBottom是否相等。

    应用

    • 函数调用
    • 中断
    • 表达式求值
    • 内存分配
    • 缓冲处理
    • 迷宫
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_44673253/article/details/125577087