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以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考。
栈链概述(图解)
栈可以用顺序存储,也可以用链式存储,分别称为顺序栈和链栈。
顺序栈是分配一段连续的空间,需要两个指针,base指向栈底,top指向栈顶。
链栈每个节点的地址是不连续的,只需要一个栈顶指针即可。
从图中可以看出,链栈的每个节点都包含两个域:数据域和指针域。
链栈的基本操作
可以把链栈看作一个不带头节点的单链表,但只能在头部进行插入、删除。取值等操作,不可以在中间和尾部操作。因此,可以按单链表的方法定义链栈的节点。
首先定义一个结构体(内部类),包含一个数据域和一个指针域。
c++代码如下(示例):
typedef struct SNode{
int data;//数据域
SNode *next;//指针域
}*LinkStack;
java代码如下(示例):
public class SNode{
int data;
SNode next;
}
1.初始化
初始化一个空的链栈是不需要头结点的,因此只需要让栈顶指针为空即可。
c++代码如下(示例):
void Init(LinkStack &S){
S = NULL;
}
java代码如下(示例):
F(){//直接用构造器初始化了,累了,毁灭吧
s = null;
}
2.入栈
入栈是将新元素节点压入栈顶。因为链栈中第一个节点为栈顶,因此将新元素插入到第一个节点的前面,然后修改栈顶指针指向新节点即可。
c++代码如下(示例):
void Push(LinkStack &S,int e){
LinkStack p = new SNode;
p->data = e;
p->next = S;//新元素的下个地址是老的栈顶
S = p;//栈顶上移
}
java代码如下(示例):
public void push(int e){
SNode p = new SNode();
p.data = e;
p.next = s;
s = p;
}
3.出栈
出栈就是把栈顶元素删除,让栈顶指针指向下一个节点,然后释放该节点空间(c++)。
c++代码如下(示例):
bool Pop(LinkStack &S,int &e){
if(S == NULL){//栈空
return false;
}
LinkStack p = S;//临时节点
S = p->next;//栈顶下移
e = p->data;//记录出栈元素
delete p;//释放空间
return true;
}
java代码如下(示例):
public int pop(){
if(s == null){
return -1;
}
SNode p = s;
s = s.next;
return p.data;
}
4.取栈顶
取栈顶和出栈不同。
取栈顶元素只是吧栈顶元素复制一份,栈顶指针未移动,栈内元素个数未变。
c++代码如下(示例):
int GetTop(LinkStack S){
if(S == NULL){
return -1;
}
return S->data;
}
java代码如下(示例):
public int getTop(){
if(s == null){
return -1;
}
return s.data;
}
9.完整代码
c++代码如下(示例):
#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct SNode{
int data;
SNode *next;
}*LinkStack;
void Init(LinkStack &S){
S = NULL;
}
void Push(LinkStack &S,int e){
LinkStack p = new SNode;
p->data = e;
p->next = S;
S = p;
}
bool Pop(LinkStack &S,int &e){
if(S == NULL){
return false;
}
LinkStack p = S;
S = p->next;
e = p->data;
delete p;
return true;
}
int GetTop(LinkStack S){
if(S == NULL){
return -1;
}
return S->data;
}
int main(){
LinkStack S;
int n,e;
Init(S);
cout<<"链栈初始化成功"<<endl;
cout<<"输入元素个数:"<<endl;
cin>>n;
cout<<"输入元素,依次入栈"<<endl;
while(n--){
cin>>e;
Push(S,e);
}
cout<<"元素依次出栈!"<<endl;
while(S!=NULL){
cout<<GetTop(S)<<" ";
Pop(S,e);
}
cout<<endl;
}
java代码如下(示例):
public class F {
private SNode s;
public class SNode{
int data;
SNode next;
}
F(){
s = null;
}
public void push(int e){
SNode p = new SNode();
p.data = e;
p.next = s;
s = p;
}
public int pop(){
if(s == null){
return -1;
}
SNode p = s;
s = s.next;
return p.data;
}
public int getTop(){
if(s == null){
return -1;
}
return s.data;
}
public static void main(String[] args) {
F f = new F();
System.out.println("链栈初始化成功!");
f.push(5);
f.push(4);
f.push(3);
f.push(2);
f.push(1);
System.out.println("创建成功");
System.out.println("元素依次出栈");
while(f.s!=null){
System.out.print(f.getTop()+" ");
f.pop();
}
System.out.println();
}
}
总结
- 顺序栈和链栈的基本操作都只需要常数时间,所以在时间效率上难分伯仲。
- 在空间效率方面,顺序栈需要预先分配固定长度的空间,有可能造成空间的浪费或溢出
- 链栈每次只分配一个节点,除非没有内存,否则不会出现溢出,但是每个节点需要一个指针域,结构性开销增加。
因此,如果元素个数变化较大,可以采用链栈;反之,可以采用顺序栈。
在实际应用中,顺序栈比链栈应用更广泛。
下期预告: 循环队列