栈的两种实现-CFANZ编程社区

1.在线性表中，栈是一种简单但是十分重要的数据结构，栈内元素先进后出，元素出栈，入栈，以及栈内查找等。在c++程序中，程序在编译之后被分为了五大块，其中就有栈区。栈区存储着程序中的局部变量等重要的数据，但是系统内提供的栈和我们自己实现的栈有一点区别。系统栈的内存分布是，栈顶指针一直指在高地址，元素入栈之后指针的值会减小，所以内存是从高到底排列，但是对于我们自己实现的栈是相反的。这里我没有使用栈顶指针，我使用的是整形数据来指示当前栈内的元素数量，替代了栈顶指针的作用。本次实践只是简单的模拟栈的基本操作，采用数组与链表这两种线性表分别实现栈。但是对于一些其他的操作，比如说栈内查找，以及在系统栈内，系统会提供一个EBP指针，可以遍历当前寄存器来获取当前栈内所有元素，而栈顶指针ESP始终指在栈顶位置。这一点本次实验没有模拟。以下是详细代码。

/*栈的基本实现*/
#include"stdafx.h"
#include<iostream>
#include<iomanip>
#define MaxSize 64
using namespace std;
/*基于数组实现的栈*/
class stack {
private:
   int data[MaxSize];
   int top = -1;//栈空的时候设置为-1；
public:
   stack() {};//默认构造函数
   int push(int data);//元素入栈
   int pop();//元素出栈
   bool isEmpty();//是否为空栈
   void print_all();//遍历输出
   void clear();//将栈置空
};
/*具体实现*/
bool stack::isEmpty() {
   if (top < 0) {
       cout << "栈是空栈" << endl;
       return true;
   }
   return false;
}
int stack::push(int a) {
   if (top > MaxSize - 1) {
       cout << "the stack is full!" << endl;
       return 0;
   }
   else {
       top++;
       data[top] = a;
   }
   return 0;
}
int stack::pop() {
   if (top < 0) {
       cout << "栈已经是空栈" << endl;
       return 0;
   }
   else {
       int k = data[top];
       top--;
       return k;
   }
}
void stack::print_all() {
   for (int i = 0; i < top; i++) {
       cout << setw(4) << data[i];
   }
}
void stack::clear() {
   top = -1;
}
/*基于链表实现的栈*/
typedef struct link {
   int data;//数据域
   struct link*next;//指向下一节点的指针
   link(int a) {
       data = a;
   }
}link,*linknode;
class link_stack{
private:
   int top = -1;//栈顶标记；
   linknode head = NULL;//链表头部指针
   linknode tail = NULL;
public:
   link_stack();//默认构造函数
   int push(int data);//元素入栈
   int pop();//元素出栈
   int clear();//将栈置空;
   int isEmpty();//判断是否非空
   void print_all();//遍历输出栈内所有元素
};
link_stack::link_stack() {
   /*构造函数里面首先做一部分工作*/
   head = new link(0);
   tail = head;//链表的头指针初始化为0；尾部此时等于头部

}
int link_stack::push(int data) {
   linknode p = new link(data);
   //此时的插入应该从头部插入
   p->next = tail;//当前元素指向尾部元素
   head->next = p;//头部指针指向当前元素
   tail = p;//尾部元素更新为当前元素
   top++;
   return 0;
}
int link_stack::pop() {
   linknode p = head->next;
   if (p == NULL) {
       cout << "栈已经是空栈" << endl;
   }
   //删除当前元素
   head->next = p->next;//将head的指向指向p的下一个元素；
   delete p;
   top--;
   if (top < 0) {
       return 0;
   }
   return 0;
}
int link_stack::clear() {
   //删除栈内所有的节点
   linknode p = head->next;
   if (p == NULL) {
       cout << "当前栈为空栈" << endl;
   }
   else {
       while (p)
       {
           linknode q = p;
           delete q;
           p = p->next;
       }
   }
   return 0;
}
int link_stack::isEmpty() {
   if (head->next == NULL) {
       cout << "该栈是一个空栈" << endl;
       return 1;

   }
   return 0;//非空栈
}
void link_stack::print_all() {
   linknode p=head->next;
   if (top<0) {
       cout << "该栈内没有任何元素" << endl;
   }
   int t = top;
   while (t!=-1) {
       cout << setw(4) << p->data;
       p = p->next;
       t--;
   }
}
int main() {
   cout << "*********************************" << endl;
   cout << "基于数组实现的栈" << endl;
   stack s;
   for (int i = 0; i < 10 && i < MaxSize; i++) {
       s.push(i);
   }
   s.print_all();
   s.pop();
   s.print_all();
   s.clear();
   cout << "**************************************" << endl;
   cout << "基于链表实现的栈" <<endl;
   link_stack l;
   l.push(1);
   l.push(2);
   l.push(3);
   l.print_all();
   cout << endl;
   l.pop();
   l.print_all();
   l.clear();
}