线性表之栈
文章目录
- 主要内容
- 一.栈
-
-
- 1.栈的初始化、判空、进栈、出栈和栈顶元素操作
-
-
- 代码如下（示例）:
-
- 2.共享栈
- 3.栈的链式存储结构
-
- 总结
主要内容
- 栈
一.栈
栈是一种数据结构，它是一种只能在一端进行插入或删除操作的线性表。栈的特点是后进先出，即最后入栈的元素最先出栈。
栈的基本操作包括：
- 入栈：向栈顶插入一个新元素。
- 出栈：从栈顶删除一个元素，并返回该元素的值。
- 获取栈顶元素：返回栈顶元素的值，但不删除它。
- 判断栈是否为空：检查栈中是否有元素。
- 获取栈的大小：返回栈中元素的个数。
1.栈的初始化、判空、进栈、出栈和栈顶元素操作
代码如下（示例）:
C语言实现：
#include Python实现：
class Stack:
def __init__(self):
self.data = []
def is_empty(self):
return len(self.data) == 0
def push(self, value):
self.data.append(value)
def pop(self):
if self.is_empty():
print("Stack underflow")
return
return self.data.pop()
def top(self):
if self.is_empty():
print("Stack is empty")
return
return self.data[-1]
s = Stack()
s.push(1)
s.push(2)
s.push(3)
print("Top element:", s.top())
print("Pop:", s.pop())
print("Top element:", s.top())
2.共享栈
共享栈是一种数据结构，它是两个栈共享同一片内存空间的一种实现方式。在共享栈中，两个栈的栈底分别位于共享空间的两端，它们向中间生长，当它们的栈顶指针相遇时，表示栈满。
-
共享栈的实现方式有多种，其中一种常见的方式是使用两个指针分别指向共享空间的两端，当两个栈的元素个数相等时，它们的栈顶指针相遇。这种实现方式可以节省空间，但需要额外的逻辑来处理栈满和栈空的情况。
-
共享栈可以用于实现两个栈共享同一片内存空间的场景，比如在编译器中用于实现函数调用的参数传递和返回值的存储。共享栈也可以用于解决空间限制的问题，比如在嵌入式系统中用于管理有限的内存空间。
C语言代码：
#include Python代码：
class ShareStack:
def __init__(self):
self.data = [0] * 100
self.top1 = -1
self.top2 = 100
def push(self, stackNum, value):
if self.top1 + 1 == self.top2:
print("Stack is full")
return -1
if stackNum == 1:
self.top1 += 1
self.data[self.top1] = value
elif stackNum == 2:
self.top2 -= 1
self.data[self.top2] = value
else:
print("Invalid stack number")
return -1
return 0
def pop(self, stackNum):
if stackNum == 1:
if self.top1 == -1:
print("Stack 1 is empty")
return -1
value = self.data[self.top1]
self.top1 -= 1
return value
elif stackNum == 2:
if self.top2 == 100:
print("Stack 2 is empty")
return -1
value = self.data[self.top2]
self.top2 += 1
return value
else:
print("Invalid stack number")
return -1
stack = ShareStack()
stack.push(1, 10)
stack.push(2, 20)
print("Popped value from stack 1:", stack.pop(1))
print("Popped value from stack 2:", stack.pop(2))
3.栈的链式存储结构
链式存储栈是一种使用链表来实现的栈结构。在链式存储栈中，每个元素都是一个节点，节点包含数据和指向下一个节点的指针。链式存储栈可以动态地分配内存空间，不需要预先指定栈的大小，因此可以灵活地处理不同大小的数据。
- 链式存储栈的用法与普通栈类似，它支持入栈（push）、出栈（pop）、获取栈顶元素（top）和判断栈是否为空（empty）等操作。通过指针的指向，可以方便地在链表中进行插入和删除操作，使得链式存储栈在处理动态数据时更加高效。
C语言实现：
#include Python实现：
class Node:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None
class Stack:
def __init__(self):
self.top = None
def push(self, value):
new_node = Node(value)
new_node.next = self.top
self.top = new_node
def pop(self):
if self.top is None:
print("Stack is empty")
return -1
value = self.top.data
self.top = self.top.next
return value
def is_empty(self):
return self.top is None
def get_top(self):
if self.top is None:
print("Stack is empty")
return -1
return self.top.data
stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)
print("Top element:", stack.get_top())
print("Pop element:", stack.pop())
print("Pop element:", stack.pop())
print("Pop element:", stack.pop())
print("Pop element:", stack.pop())
总结
以上是今天要讲的内容，学到了栈相关的知识。