Stack

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。

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**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 
#include 
#include 

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;
	}
}

初始化后的栈：

push的操作

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