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計算機基礎資料結構講解第八篇-堆疊

2020-09-10 03:10:37 其他

??本章我們介紹有關堆疊的知識,堆疊的重點在于順序存盤,鏈式存盤及其特點,

1.堆疊的基本概念

(1)堆疊的定義

??堆疊是只允許在一端進行插入和洗掉的線性表,有一個堆疊頂和堆疊底,堆疊頂是允許插入和洗掉的那一端,堆疊底是不允許插入和洗掉的那一端,如果一個堆疊不包括任何元素,就是一個空表也就是空堆疊,
??堆疊的特點是先進先出,

(2)堆疊的基本操作

??堆疊的基本操作包括下面六種:
??InitStack(&S):初始化一個空堆疊S,
??StackEmpty(S):判斷一個堆疊是否為空,
??Push(&S,x):進堆疊,若堆疊未滿,則將x加入使其成為新堆疊頂,
??Pop(&S,&x):出堆疊,若堆疊非空,則彈出堆疊頂元素,并用x回傳,
??GetTop(S,&x):得到堆疊頂元素,若堆疊S非空,則用x回傳堆疊頂元素,
??DestoryStack(&S):銷毀堆疊,并釋放堆疊S占用的存盤空間("&"表示參考呼叫),

2.堆疊的順序存盤結構

??堆疊是一種特殊的線性表,有兩種存盤方式,這里先介紹順序存盤結構,

(1)順序堆疊的實作

??采用順序存盤的堆疊叫做順序堆疊,它用一組地址連續的存盤單元存放自堆疊底到堆疊頂的資料元素,同時附設一個指標top指示當前堆疊頂元素的位置,
??堆疊的順序存盤型別定義為:

#define MaxSize 50              //定義堆疊中元素的最大個數
typedef struct{
  ElemType data[MaxSize];       //存放堆疊中的元素
  int top;                      //堆疊頂指標
}SqStack

??要注意的是,初始時把堆疊頂指標S.top(S是SqStack的簡化)設定為-1或者0,堆疊頂元素為S.data[S.top],
??進堆疊的時候,堆疊如果不滿,則先把堆疊頂指標加1,再把值送到堆疊頂元素位置,出堆疊的時候,堆疊如果非空,先取堆疊頂元素值,再將堆疊頂元素減1.
??如果初始時把堆疊頂指標S.top設定為-1,則判斷堆疊空的條件是S.top-1,堆疊滿的條件為S.topMaxSize-1,堆疊長是S.top+1,
??由于入堆疊操作受到陣列大小的限制,當對堆疊的最大使用空間估計不足的時候,有可能發生堆疊上溢,此時應該及時處理,避免出錯,

(2)順序堆疊的基本運算

??初始化順序堆疊

void InitStack(SqStack &S){
  S.top = -1;
}

??堆疊空的判斷

bool StackEmpty(SqStack S){
  if(S.top == -1)
    return true;
  else
    return false;
}

??進堆疊

bool Push(SqStack &S,ElemType x){
  if(S.top == MaxSize - 1)
    return false;
  S.data[++S.top] = x;
  return true;
}

??出堆疊

bool Pop(SqStack &S,ElemType &x){
  if(S.top == -1)
    return false;
  x = S.data[S.top--];
  return true;
}

??讀堆疊頂元素

bool GetTop(SqStack S,ElemType &x){
  if(S.top == -1)
    return false;
  x = S.data[S.top];
  return true;
}

(3)順序堆疊的注意事項
??前面的順序堆疊的操作是在順序堆疊的堆疊頂指標S.top設定為-1時的演算法,如果把S.top設定為0,即top指向堆疊頂元素的下一個位置,則入堆疊操作變為S.data[S.top++] = x;出堆疊操作變為x = S.data[--S.top],對應的堆疊空條件變為S.top = 0,堆疊滿條件為S.top = MaxSize,

3.堆疊的鏈式存盤結構

??采用鏈式存盤的堆疊稱為鏈堆疊,優點是便于多個堆疊共享存盤空間和提高其效率,且不存在堆疊滿上溢的情況,通常采用單鏈表實作,規定所有操作在單鏈表的表頭進行,相當于堆疊頂,這里設定鏈堆疊沒有頭結點,Lhead頭指標直接指向堆疊頂元素,站的鏈式存盤型別為:

typedef struct Linknode{
  ElemType data;
  struct Linknode *next;
}*LiStack;

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