C语言 数据结构中栈的实现代码

所属分类: 软件编程 / C 语言 阅读数: 75
收藏 0 赞 0 分享

数据结构中的栈是什么

举一个简单的例子:在往箱子里面放衣物的时候,放在最上面的衣物总是我们最后放上去的;而当我们从箱子里取出衣物的时候,总是最先拿出上面的。这就是现实生活中的栈。

准确的讲,栈就是一种可以实现“先进后出(或者叫后进先出)”的存储结构。

学过数据结构的人都知道:栈可以用两种方式来实现,一种方法是用数组实现栈,这种栈成为静态栈;另外一种方法是用链表实现栈,这种栈叫做动态栈。

栈中通常存放着程序的局部变量等。栈通常有出栈和入栈操作。

栈的结构

空栈的结构:【其实就是栈顶和栈顶都指向一个无用的头结点】


存有结点的栈结构:【栈顶指针指向栈顶结点,栈底指针指向头结点】


栈的实现

下面是用C实现的一个栈结构的源码及详细注释:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
//定义结点结构体
typedef struct Node
{
 int data;  //内容
 struct Node * pNext; //指向下一结点的指针
} NODE, * PNODE;  //NODE等价于struct Node, PNODE等价于struct Node *
//定义栈的结构体
typedef struct Stack
{
 PNODE pTop;  //栈顶结点
 PNODE pBottom;  //栈底结点
} STACK, * PSTACK;  //STACK等价于struct Stack, PSTACK等价于struct Stack *
//函数声明
void initStack(PSTACK pStack);  //对栈进行初始化的函数
void pushStack(PSTACK pStack, int val); //入栈的函数
bool popStack(PSTACK pStack, int * pVal);//出栈的函数,*pVal用来保存出栈的元素内容
void traverseStack(PSTACK pStack);  //遍历栈的函数
bool isEmpty(PSTACK pStack);  //判断栈是否为空的函数
void clearStack(PSTACK pStack);  //清空栈的函数
int main(void)
{
 STACK stack;  //定义一个栈变量,STACK等价于struct Stack
 int val;  //用来保存出栈的内容
 initStack(&stack); //调用栈的初始化函数
 pushStack(&stack, 10); //调用入栈的函数
 pushStack(&stack, 20);
 pushStack(&stack, 30);
 pushStack(&stack, 50);
 traverseStack(&stack); //调用遍历栈的函数
 //调用出栈的函数
 if(popStack(&stack, &val))
 printf("出栈成功,出栈的元素值为:%d\n", val);
 else
 printf(" 出栈失败!");
 //调用清空栈的函数
 clearStack(&stack);
 traverseStack(&stack); //调用遍历栈的函数
 system("pause");
 return 0;
}

void initStack(PSTACK pStack)
{
 //创建一个空结点,让pTop指向它
 pStack->pTop = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
 if(NULL != pStack->pTop)
 {
 //将pBottom也指向空节点
 pStack->pBottom = pStack->pTop;
 //清空空结点的指针域
 pStack->pTop->pNext = NULL;
 }
 else   //如果内存分配失败
 {
 printf("内存分配失败!程序退出!\n");
 exit(-1);
 }
 return;
}

void pushStack(PSTACK pStack, int val)
{
 //动态创建一个新结点
 PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
 //设置新结点的数据域的值
 pNew->data = val;
 //将新结点的指针域指向之前建的空节点
 pNew->pNext = pStack->pTop;  //pStack->pTop不能换成pStack->pBottom
 //pTop指向新的结点
 pStack->pTop = pNew;
 return;
}

bool popStack(PSTACK pStack, int * pVal)
{
 if(isEmpty(pStack))
 {
 return false;
 }
 else
 {
 //先保存栈顶元素的地址,然后将pTop指向下一元素,最后释放之前栈顶元素的内存
 PNODE rNode = pStack->pTop;
 *pVal = rNode->data;
 pStack->pTop = rNode->pNext;
 free(rNode);
 rNode = NULL;
 return true;
 }
}

void traverseStack(PSTACK pStack)
{
 //将栈顶赋给一个临时结点,因为在遍历栈的时候不能销毁栈
 PNODE pNode = pStack->pTop;
 //循环遍历栈,直到栈底
 while(pStack->pBottom != pNode )
 {
 printf("%d ", pNode->data);
 pNode = pNode->pNext;
 }
 printf("\n");
 return;
}

bool isEmpty(PSTACK pStack)
{
 if(pStack->pTop == pStack->pBottom)
 return true;
 else
 return false;
}

void clearStack(PSTACK pStack)
{ //栈为空,则退出该函数
 if(isEmpty(pStack))
 {
 return;
 }
 else
 { 
 //两个结点指针变量用来释放栈中元素的内存
 PNODE p = pStack->pTop;
 PNODE q = NULL;
 //循环释放内存
 while(p != pStack->pBottom)
 {
  q = p->pNext;
  free(p);
  p = q;
 }
 //将栈顶和栈底指向同一个指针域为空的结点
 pStack->pTop = pStack->pBottom;
 return;
 }
}

栈的典型应用

生产消费模型常用栈来实现。生产者生产的东西都放入栈中,然后消费者从栈中依次取出东西,当栈顶和栈底指向都指向首结点时,生产的东西就被消耗光了。

感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

更多精彩内容其他人还在看

用标准c++实现string与各种类型之间的转换

这个类在头文件中定义, < sstream>库定义了三种类:istringstream、ostringstream和stringstream,分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作。另外,每个类都有一个对应的宽字符集版本
收藏 0 赞 0 分享

C++如何通过ostringstream实现任意类型转string

再使用整型转string的时候感觉有点棘手,因为itoa不是标准C里面的,而且即便是有itoa,其他类型转string不是很方便。后来去网上找了一下,发现有一个好方法
收藏 0 赞 0 分享

C/C++指针小结

要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容:指针的类型,指针所指向的类型,指针的值或者叫指针所指向的内存区,还有指针本身所占据的内存区
收藏 0 赞 0 分享

C++ 类的静态成员深入解析

在C++中类的静态成员变量和静态成员函数是个容易出错的地方,本文先通过几个例子来总结静态成员变量和成员函数使用规则,再给出一个实例来加深印象
收藏 0 赞 0 分享

C++类的静态成员初始化详细讲解

通常静态数据成员在类声明中声明,在包含类方法的文件中初始化.初始化时使用作用域操作符来指出静态成员所属的类.但如果静态成员是整型或是枚举型const,则可以在类声明中初始化
收藏 0 赞 0 分享

C++类静态成员与类静态成员函数详解

静态成员不可在类体内进行赋值,因为它是被所有该类的对象所共享的。你在一个对象里给它赋值,其他对象里的该成员也会发生变化。为了避免混乱,所以不可在类体内进行赋值
收藏 0 赞 0 分享

C++中的friend友元函数详细解析

友元可以是一个函数,该函数被称为友元函数;友元也可以是一个类,该类被称为友元类。友元函数的特点是能够访问类中的私有成员的非成员函数。友元函数从语法上看,它与普通函数一样,即在定义上和调用上与普通函数一样
收藏 0 赞 0 分享

static全局变量与普通的全局变量的区别详细解析

以下是对static全局变量与普通的全局变量的区别进行了详细的分析介绍,需要的朋友可以过来参考下,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

C++ explicit关键字的应用方法详细讲解

C++ explicit关键字用来修饰类的构造函数,表明该构造函数是显式的,既然有"显式"那么必然就有"隐式",那么什么是显示而什么又是隐式的呢?下面就让我们一起来看看这方面的知识吧
收藏 0 赞 0 分享

教你5分钟轻松搞定内存字节对齐

随便google一下,人家就可以跟你解释的,一大堆的道理,我们没怎么多时间,讨论为何要对齐.直入主题,怎么判断内存对齐规则,sizeof的结果怎么来的,请牢记以下3条原则
收藏 0 赞 0 分享
查看更多