【数据结构】顺序栈和链式栈的简单实现和解析（C语言版）

数据结构——栈的简单解析和实现

• 一、概念
• 二、入栈（push）
• 三、出栈（pop）
• 四、顺序栈简单实现
• • （1）进栈操作
  • （2）出栈操作

一、概念

本篇所讲解的栈和队列属于逻辑结构上的划分。逻辑结构分为线性结构、非线性结构

• 线性结构：有且仅有一个开始节点和一个终端节点，每个节点最多只有一个直接前驱和一个直接后继。代表结构：栈、队列
• 非线性结构：一个节点可能有多个直接前驱和多个直接后继。代表结构：树、图

堆栈（英语：stack）又称为栈或堆叠，是计算机科学中的一种抽象数据类型，只允许在有序的线性数据集合的一端（称为堆栈顶端，英语：top）进行加入数据（英语：push）和移除数据（英语：pop）的运算。因而按照后进先出（LIFO, Last In First Out）的原理运作。

• 栈的主要特点就是LIFO（Last In First Out，后进先出），并且程序只能操作栈的一端，被操作的一端叫做栈顶（Top）。所以栈的使用非常简单，但是实现的功能却非常强大
• 栈的主要操作有两个：入栈(push)、出栈(pop)

二、入栈（push）

• 如图所示，栈就像一个瓶子，只有一个口。三个元素A、B、C先后入栈，先入栈的放在底部，后入栈的放在上面

三、出栈（pop）

• 根据图示，栈顶的元素最先出栈。这与入栈的顺序刚好相反，入栈顺序是A->B->C，出栈顺序是C->B->A。也就是说：栈是LIFO（Last In First Out，后进先出的）
• 看似简单的栈，应用十分广泛。操作系统的函数调用、各类编辑器的撤销操作的实现都离不开栈。

栈有两种实现方式：顺序栈、链式栈

四、顺序栈简单实现

用数组实现栈，就是将数组的增、删操作限制在头部或者尾部，即只能在数组的一端操作元素，就成了顺序栈

前提准备：

typedef char ElementType;			//	进栈数据为字符型
typedef struct SNode {
	
	ElementType Data[MAXSIZE];		//	存放数据
	int Top; // 当前栈存放的数组的最大下标
	
}SNode;

typedef struct SNode* Stack;

（1）进栈操作

void Push(Stack PtrS, ElementType item) {	//	进栈 

	// 满的堆栈 Top == MAXSIZE - 1
	// 判断栈是否满
	if (PtrS->Top == MAXSIZE - 1) {
		printf("堆栈满\n");
	//	return Ptrs;
	}
	else {
		PtrS->Data[++(PtrS->Top)] = item;
	//	return;
	}
}

（2）出栈操作

ElementType Pop(Stack PtrS) {		//	出栈 
	
	// 空的的堆栈 Top == -1
	// 出栈需要判断 堆栈是否为空
	if (PtrS->Top == - 1) {
		printf("堆栈空\n");
		return -1;// ERROR 是 ElementType 的特殊值，标志错误
	}
	else {
		return PtrS->Data[(PtrS->Top)--];
	}
}

完整代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include
#include

#define MAXSIZE 10				//	设定栈的大小，以10个为例
#define ERROR NULL;	

//typedef int ElementType;
typedef char ElementType;			//	进栈数据为字符型
typedef struct SNode {
	
	ElementType Data[MAXSIZE];		//	存放数据
	int Top; // 当前栈存放的数组的最大下标
	
}SNode;

typedef struct SNode* Stack;

void Push(Stack PtrS, ElementType item);// 压栈
ElementType Pop(Stack PtrS);// 出栈

void Init_Memu()			//	功能菜单 
{
	printf("******************************\n");
	printf("*        1.入栈              *\n");
	printf("*        2.出栈              *\n");
	printf("*        3.取栈顶元素        *\n");
	printf("*        4.判断是否栈空      *\n");
	printf("*        5.退出系统         *\n");
	printf("******************************\n");
	
} 

int Chose_GongNeng()		//	选择功能 
{
	int i;
	printf("请选择你要实现的功能 : \n"); 
	scanf("%d",&i);
	return i;
	
} 

int main() {
	
	struct SNode ptr;		//	创建个结构体对象 
	int num;
	ptr.Top = -1;			//	栈空的标记符 为 -1
	while(1)
	{	
		Init_Memu();
		num = Chose_GongNeng();
		
		switch(num)
		{
			case 1:			//	入栈功能 
				{	
				//	int data;
					char data;
					ptr.Top = -1;
					while( ptr.Top != MAXSIZE-1 )
					{	
						printf("请输入数据 :\n");
						getchar();
						scanf("%c",&data);
					
					//	printf("count = %d\n",count);
						
						Push(&ptr,data);
						printf(" Top = %d\n",ptr.Top);
					} 
					
				}
				break;
				
			case 2:			//	出栈功能 
				{	
				//	int Pop_Data = 0;
					char Pop_Data = '0';	
					while(1){
						Pop_Data = Pop(&ptr);
						if(ptr.Top == -1){
							printf("出栈完毕，现在栈为空栈\n");
							break;
						}else{
							printf("出栈数据为 : %c \n",Pop_Data);
						}
						
					}
					
					
				}
				break;
				
			case 3:			//	取栈顶元素 
				{	if(ptr.Top == -1){
						printf("出栈完毕，没有数据\n"); 
					}else{
						printf("栈顶的数据为: %c \n",ptr.Data[ptr.Top]);
					}
					
					 
				}
				break;
				
			case 4:			//	判断栈是否为空 
				{
					if(ptr.Top == -1){
						printf("此栈为空栈\n"); 
					}else{
						printf("此栈已经插入数据\n");
					}
				}
				break;
			
			case 5:			//	退出系统 
				printf("\n谢谢你的使用\n");
				exit(-1);
					
			default:
				printf("没有这个功能，请重新选择\n");
			 	break; 
		}
	}

	return 0;
}

void Push(Stack PtrS, ElementType item) {	//	进栈 

	// 满的堆栈 Top == MAXSIZE - 1
	// 判断栈是否满
	if (PtrS->Top == MAXSIZE - 1) {
		printf("堆栈满\n");
	//	return Ptrs;
	}
	else {
		PtrS->Data[++(PtrS->Top)] = item;	//	进栈数据，记录并改变标记符Top
	//	return;
	}
}

ElementType Pop(Stack PtrS) {		//	出栈 
	
	// 空的的堆栈 Top == -1
	// 出栈需要判断 堆栈是否为空
	if (PtrS->Top == - 1) {
		printf("堆栈空\n");
		return -1;// ERROR 是 ElementType 的特殊值，标志错误
	}
	else {
		return PtrS->Data[(PtrS->Top)--];	//	出栈数据，记录并改变标记符Top
	}
}