【数据结构】-顺序栈(初始化栈顶指针为-1）

1.头文件及类型定义

#include<stdio.h>
#define MaxSize 10			//定义顺序栈中元素的最大个数
#define ElemType int			

2.顺序栈类型定义

typedef struct {		
	ElemType data[MaxSize];		//静态数组存放栈中元素
	int top;					//栈顶指针,一般来说存放数组的下标
}SeqStack;

3.函数声明

/*函数声明*/
void InitStack(SeqStack& S);				//1.初始化顺序栈
bool StackEmpty(SeqStack S);				//2.判空
bool Push(SeqStack& S, ElemType x);			//3.入栈
bool Pop(SeqStack& S, ElemType& x);			//4.出栈
bool GetTop(SeqStack S, ElemType& x);		//5.读取栈顶元素

4.基本操作

4.1 初始化顺序栈

//1.初始化栈
void InitStack(SeqStack& S) {
	S.top = -1;		//初始化栈顶指针为-1
}

4.2 判空

//2.判空
bool StackEmpty(SeqStack S) {
	return (S.top == -1);
}

4.3 入栈

//3.入栈操作：新元素入栈(先加再存)
bool Push(SeqStack& S, ElemType x) {
	if (S.top == MaxSize - 1)		//栈满，报错
		return false;
	S.top++;		//栈顶指针先加1
	S.data[S.top] = x;	//新元素再入栈：在栈顶指针所指位置放入x
	/*
		以上两句与此句等价：S.data[++S.top] = x;
		请注意是++S.top,而不是S.top++
	*/
	return true;
}

4.4 出栈

//4.出栈操作：栈顶元素出栈(先取再减)-栈顶元素只是逻辑上被删除了，实际上还残留在内存中
bool Pop(SeqStack& S, ElemType &x) {
	if (S.top == -1)		//栈空，报错
		return false;
	x = S.data[S.top];		//栈顶元素先出栈：返回栈顶元素的值x
	S.top--;				//指针指针再减1
	/*
		以上两句与此句等价：x = S.data[S.top--];
		请注意是S.top--,而不是--S.top,注意与上面的入栈操作对比
	*/
	return true;
}

4.5 读取栈顶元素

//5.读取栈顶元素操作
bool GetTop(SeqStack S, ElemType &x) {
	if (S.top == -1)		//栈空，报错
		return false;
	x = S.data[S.top];		//与出栈操作唯一的区别：仅返回栈顶元素，栈顶指针并不减1
	return true;
}

4.6 main函数

int main() {
	SeqStack S;		//声明一个顺序栈(分配内存空间)

	/*1、初始化栈*/
	InitStack(S);	

	/*2、判空*/
	if (StackEmpty(S))
		printf("当前栈空！\n");
	else
		printf("当前栈非空！\n");

	/*3、入栈操作*/
	ElemType e1;
	printf("请输入入栈元素的值：");
	scanf("%d", &e1);
	if (Push(S, e1))
		printf("新元素入栈成功！\n");
	else
		printf("栈已满,新元素入栈失败！\n");

	/*4、读取栈顶元素*/
	ElemType e2 = -1;
	if (GetTop(S, e2))
		printf("读取栈顶元素成功，当前栈顶元素值为：%d\n", e2);
	else
		printf("栈已空，读取栈顶元素失败！\n");

	/*5、出栈操作*/
	ElemType e3 = -1;
	if (Pop(S, e3))
		printf("栈顶元素出栈成功，出栈元素值为：%d\n", e3);
	else
		printf("栈已空，栈顶元素出栈失败！\n");

	/*6、读取栈顶元素*/
	ElemType e4 = -1;
	if (GetTop(S, e4))
		printf("读取栈顶元素成功，当前栈顶元素值为：%d\n", e4);
	else
		printf("栈已空，读取栈顶元素失败！\n");

	return 0;
}

5.小结

1. 栈的定义及操作特性
   （1）栈的本质仍然为线性表，只不过是一种操作受限的线性表，只允许在一端进行插入或者删除操作。同线性表类似，它也有两种存储方式：顺序存储和链式存储，将在接下来的文章中继续讨论。
   （2）栈的操作特性为后进先出(LIFO,Last In First Out)
2. 栈的基本操作
   因为操作受限，所以栈的操作相比于线性表来说也少一点，常用如下：
   (1)初始化
   (2)判空
   (3)入栈
   (4)出栈
   (5)获取栈顶元素
3. 说明
   本文先介绍栈的顺序存储，即顺序栈。由于顺序栈是由数组实现的，所以在操作时要注意数组下标和和栈顶指针的关系，。另外，注意i++（先用再加）和++i（先加再用）的区别。