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【数据结构与算法篇】顺序栈的C++实现

如何用C++实现一个顺序栈

  • 数据结构 -- 栈的简介
    • 顺序栈 - 结构体的定义
    • 顺序栈的初始化
    • 顺序栈的销毁
    • 入栈
    • 出栈
    • 获取栈顶元素
    • 判断顺序栈是否为空
    • 返回顺序栈中元素的个数

数据结构 – 栈的简介

  • 栈是插入和删除遵循先进后出原则的一种容器。 也是一种线性表
  • 对象存放在栈, 可以在任意时间插入栈; 但是在任何时间只有栈顶元素才可以被删除
  • 栈的插入和删除都在同一端进行
  • 栈分为顺序栈和链栈两种
    • 顺序栈 : 以顺序表的形式实现
    • 链栈 : 以节点组合的链表形式实现
  • 对于数据结构 - 栈, 一般需要以下几种要素:
    • 指针域 : 顺序栈指针指向顺序表, 链栈指针指向头节点
    • 栈的容量 : 记录栈的容量
    • 栈顶指针 : 用于入栈 , 出栈 , 获取栈顶元素等, 甚至记录栈中元素总个数

顺序栈 - 结构体的定义

typedef int STDataType;   // typedef 起别名, 为了栈的通用性
typedef struct Stack
{STDataType* arr;   // 数组指针, 未来指向由new分配的数组int capacity;      // 模拟栈的容量int top;           // 模拟栈顶指针
}ST;

顺序栈的初始化

// 顺序栈的初始化
void STInit(ST* ps)
{assert(ps);  // 判断 ps指针是否为空ps->arr = NULL;ps->capacity = 0;ps->top = 0;          // top = 0 , 代表栈顶指针指向栈顶元素的下一个位置。
}

顺序栈的销毁

// 顺序栈的销毁
void STDestroy(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->arr);   // 判断 数组指针是否为空 (判断是否为空栈)delete[] ps->arr;ps->capacity = ps->top = 0;
}

入栈

// 入栈
void STPush(ST* ps, STDataType val)
{assert(ps);if (!ps->arr)   // 判断是否为空栈{ps->arr = new STDataType[4];ps->capacity = 4;ps->arr[ps->top++] = val;return;}if (ps->top == ps->capacity)  // 判断顺序栈是否已满{STDataType* newArr = new STDataType[ps->capacity * 2];for (int i = 0; i <= ps->top; i++){newArr[i] = ps->arr[i];}delete[] ps->arr;ps->arr = newArr;ps->capacity *= 2;ps->arr[ps->top++] = val;return;}if (!ps->arr){perror("new failed");exit(-1);}ps->arr[ps->top++] = val;
}

出栈

// 出栈 
void STPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top);--ps->top;
}

获取栈顶元素

// 获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top);return ps->arr[ps->top - 1];
}

判断顺序栈是否为空

// 判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;      // 
}

返回顺序栈中元素的个数

// 返回栈中元素的个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}

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