数据结构与算法基础-学习-09-线性表之栈的理解、初始化顺序栈、判断顺序栈空、获取顺序栈长度的实现
一、个人理解
栈是线性表的一种衍生,和之前的顺序表和链表在插入和删除元素上有较大差异,其他基本相同,栈是数据只能插入表的尾部(栈顶),删除数据时只能删除表的尾部(栈顶)数据,就是大家经常背的顺口溜:后入先出。后插入的数据先删除。
二、图解

这里把数组竖起来了,是方便理解,看得更清楚。
三、名词解释
1、出栈、弹栈
是一个意思,就是把数据从栈顶移除。
2、入栈、压栈
是一个意思,就是把数据从栈顶插入。
3、LIFO
LAST IN FIRST OUT的简写,也就是后进先出的意思。
4、顺序栈和链栈
实现方式上的不同,顺序栈是用数组实现,而链栈是用链表实现。
5、上溢
栈已满,但数据还需要继续入栈。上溢一般认为是一种错误,因为可能导致数据录入失败,或者导致数据录入延时。当是顺序栈时,对此情况有两种措施:
一是抛出错误。
二是重新申请新栈,把旧栈数据写入到新栈中,不推荐,比较耗时。
6、下溢
栈已空,但还是要出栈。下溢一般认为是一种结束标志,因为并不会有数据上的缺失。
四、函数实现
1、InitSqStack
(1)用途
初始化顺序栈。
(2)源码
Status InitSqStack(SqStack* S)
{printf("Init SqStack : ");JudgeAllNullPointer(S);S->BasePointer = (SqElemType*)MyMalloc(sizeof(SqElemType) * SQ_STACK_MAX_SIZE);S->TopPointer = S->BasePointer;S->SqStackMaxSize = SQ_STACK_MAX_SIZE;printf("OK\n");PrintPretty();return SuccessFlag;
}
(3)参数
参数名 | 说明 |
S | 需要初始化的SqStack*类型顺序栈。 |
2、JudgeSqStackIsEmpty
(1)用途
判断顺序栈是否为空。
当栈顶指针和栈底指针相等时,表示栈为空,反之非空。
(2)源码
Status JudgeSqStackIsEmpty(SqStack* S)
{printf("Judge SqStack : ");JudgeAllNullPointer(S);if(S->BasePointer == S->TopPointer){printf("Empty\n");PrintPretty();return SuccessFlag;}printf("Not Empty\n");PrintPretty();return FailFlag;
}
(3)参数
参数名 | 说明 |
S | 需要判断是否为空的SqStack*类型顺序栈。 |
3、GetSqStackLen
(1)用途
求顺序栈的长度。
栈顶指针减去栈底指针为顺序栈的长度,原理为相同类型的指针相减得到字节数,它会再除以一个栈类型(头文件中的结构体SqElemType)的字节长度,得到最终的顺序栈的长度。
(2)源码
SqStackMaxSizeType GetSqStackLen(SqStack* S)
{JudgeAllNullPointer(S);return S->TopPointer - S->BasePointer;
}
(3)参数
参数名 | 说明 |
S | 需要求栈长度的SqStack*类型顺序栈。 |
五、测试代码
1、SqStack.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include "SqStack.h"void PrintPretty()
{printf("*********************************\n");
}void PrintPretty_V1()
{printf("################\n");
}void *MyMalloc(size_t size)
{void *Result = (void *)malloc(size);if(Result == NULL){printf("malloc Function Exec Fail , Out Of Memory ,Exit!!!\n");exit(ExceptionExitFlag);}return Result;
}void JudgeAllNullPointer(void* P)
{if(!P){printf("Pointer Is Null ,Exit !\n");exit(ExceptionExitFlag);}
}Status InitSqStack(SqStack* S)
{printf("Init SqStack : ");JudgeAllNullPointer(S);S->BasePointer = (SqElemType*)MyMalloc(sizeof(SqElemType) * SQ_STACK_MAX_SIZE);S->TopPointer = S->BasePointer;S->SqStackMaxSize = SQ_STACK_MAX_SIZE;printf("OK\n");PrintPretty();return SuccessFlag;
}Status JudgeSqStackIsEmpty(SqStack* S)
{printf("Judge SqStack : ");JudgeAllNullPointer(S);if(S->BasePointer == S->TopPointer){printf("Empty\n");PrintPretty();return SuccessFlag;}printf("Not Empty\n");PrintPretty();return FailFlag;
}SqStackMaxSizeType GetSqStackLen(SqStack* S)
{JudgeAllNullPointer(S);return S->TopPointer - S->BasePointer;
}
2、SqStack.h
#ifndef SqStack_H
#define SqStack_H#define InsertDataArrayLen 8
#define SQ_STACK_MAX_SIZE 6#define ExceptionExitFlag -1
#define SuccessFlag 1
#define FailFlag 0
#define StudentNumLen 8
#define StudentNameLen 8typedef int Status;
typedef long long int SqStackMaxSizeType;typedef struct SqElemType
{char StudentNum[StudentNumLen];char StudentName[StudentNameLen];int StudentScore;
}SqElemType;typedef struct
{SqElemType* BasePointer;SqElemType* TopPointer;SqStackMaxSizeType SqStackMaxSize;
}SqStack;void *MyMalloc(size_t size);
void JudgeAllNullPointer(void* P);
void PrintPretty();
void PrintPretty_V1();Status InitSqStack(SqStack* S);
Status JudgeSqStackIsEmpty(SqStack* S);
SqStackMaxSizeType GetSqStackLen(SqStack* S);#endif
3、main.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "SqStack.h"int main()
{//测试数据生成SqElemType *InsertSqElemArray = (SqElemType *)MyMalloc(sizeof(SqElemType) * InsertDataArrayLen);int i;for(i=0; i<InsertDataArrayLen; i++){strcpy(InsertSqElemArray[i].StudentNum ,"X666");strcpy(InsertSqElemArray[i].StudentName,"Sun");InsertSqElemArray[i].StudentScore = i + 100;}//测试顺序栈SqStack* S = (SqStack*)MyMalloc(sizeof(SqStack));InitSqStack(S);JudgeSqStackIsEmpty(S);printf("SqStack Len : %lld\n",GetSqStackLen(S));PrintPretty();//释放内存free(InsertSqElemArray);InsertSqElemArray = NULL;return SuccessFlag;
}
4、makefile
CC = gcc
CFLAG_EXEC = -Wall -O3
CFLAG_ALIAS = -o
RM_COMM = rm -rfall : mainmain : $(CC) $(CFLAG_EXEC) SqStack.c main.c $(CFLAG_ALIAS) TestSqStackclean : $(RM_COMM) TestSqStack
六、测试结果
[gbase@czg2 LinearTable_Stack]$ make clean
rm -rf TestSqStack[gbase@czg2 LinearTable_Stack]$ make
gcc -Wall -O3 SqStack.c main.c -o TestSqStack[gbase@czg2 LinearTable_Stack]$ ./TestSqStack
Init SqStack : OK
*********************************
Judge SqStack : Empty
*********************************
SqStack Len : 0
*********************************
七、顺序栈的应用
大家可以参考一下之前写的文章《leecode-C语言实现-20. 有效的括号》,里面用到了顺序栈的知识。
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