文章目录
- 3.链栈
- 3.1初始化
- 3.2判空
- 3.3获取栈长度
- 3.4入栈
- 3.5出栈
- 3.6销毁链栈
- 3.7读取栈顶
- 3.8遍历输出
- ❗3.9链栈c++实例
3.链栈
链栈是运算受限的单链表,只能在链表头部进行操作的单链表。
- 链表的头指针就是栈顶,链头为栈顶,链尾为栈底。
- 栈的链式存储不需要附设头节点。
- 基本不存在栈满的情况,不需要判断栈满,但要判空。
- 空栈相当于头指针指向空。
- 插入(入栈)和删除(出栈)仅在栈顶处执行。
- 因为是动态分配空间,所以需要释放。
#define MaxSize 100 //链栈的最大长度
typedef int SElemType; //链栈的数据元素类型假设为int整型//创建链栈结构
typedef struct StackNode
{SElemType data; //结点数据域struct StackNode* next; //结点指针域
}StackNode, *LinkStack; //struct StackNode的结点形式、链栈形式别名LinkStack stack; //创建栈顶指针指向链栈的头结点
- *StackNode,LinkStack的区别:
LinkStack temp1 = new StackNode;
这里 LinkStack 是一个指针类型别名,实际上是 StackNode* 的别名。
所以 temp1 是一个指针变量,指向 StackNode 类型的结点。
StackNode* temp2 = new StackNode;
这里直接声明了一个 StackNode* 类型的指针变量 temp2,指向 StackNode 类型的结点。
这两种声明方式是等价的。两者都创建了一个动态分配的 StackNode 类型的结点,并将它的地址赋给相应的指针变量。两者都可以通过 temp1->data 或 temp2->data 来访问结点的数据成员,以及 temp1->next 或 temp2->next 来访问结点的下一个结点的指针成员。
因此,在功能上,temp1 和 temp2 没有区别。不同的只是它们的声明方式,temp1 是通过别名 LinkStack 来声明的指针变量,而 temp2 是直接以 StackNode* 类型来声明的指针变量。
3.1初始化
//链栈的初始化
bool InitStack(LinkStack& stack){//构造一个空栈、栈顶指针置为空stack = NULL;return true;
}
3.2判空
//判断链栈是否为空
bool StackEmpty(LinkStack& stack){if (stack == NULL){return true;}return false;
}
3.3获取栈长度
/*** @brief 获取栈顶长度。* 因为链表的最后一个节点的next指针是nullptr(或者说是NULL),代表链表的终止,* 所以可以将链表的遍历条件设置为当前节点指针不等于nullptr,这样在遍历过程中,* 当指针指向最后一个节点时,其next指针就会指向nullptr,循环条件就不再成立,* 遍历结束,可以避免继续遍历下一个不合法的节点。* @param stack * @return int */
int StackLength(LinkStack& stack){int length = 0;StackNode* temp = stack;//创建临时指针temp与stack指向同一位置while (temp != nullptr){length++; //链栈长度即为栈中元素个数,循环一次,长度++temp = temp->next; //temp指针下移一位}return length; //返回链栈长度
}
3.4入栈
链栈的入栈相当于单链表的前插法。
//入栈(前插法)
bool PushStack(LinkStack& stack, SElemType value){ //不用判栈满StackNode* temp = new StackNode; //生成新结点temptemp->data = value; //将新节点数据域置为valuetemp->next = stack; //将新结点插入栈顶stack = temp; //更新栈顶指针return true;
}
3.5出栈
//出栈:首先判空
bool PopStack(LinkStack& stack, SElemType &value){if (StackEmpty(stack)){return false; }value = stack->data; //将栈顶数据域元素赋值给valueStackNode* temp = stack; //创建一个temp指针,并将其指向 stack 指针所指向的内存地址,以便找到出栈位置并释放。stack = stack->next; //令栈顶指针指向下一位结点,即更新栈顶指针delete temp; //释放temp所指向的空间,即出栈元素所占的内存空间,temp本身会在函数结束后自动销毁。return true;
}
3.6销毁链栈
//销毁链栈,释放内存
void DestroyStack(LinkStack& stack){StackNode* temp = new StackNode; //创建一个指针while (stack != nullptr){temp = stack; //使该临时指针与stack指向同一位置stack = temp->next; //更新栈顶指针delete temp; //释放临时指针}stack = nullptr;
}
3.7读取栈顶
//读取栈顶:取栈顶元素
bool GetTop(LinkStack& stack, SElemType &value){if (!StackEmpty(stack)){ //若栈不为空value = stack->data; //返回栈顶元素return true;}cout<<"栈为空"<<endl;return false;
}
3.8遍历输出
//遍历输出栈元素
bool StackPrint(LinkStack& stack){if (stack != nullptr){StackNode* temp = stack; //创建一个指针与stack指向同一位置cout<<"出栈顺序:";while (temp != nullptr){cout << temp->data <<" ";temp = temp->next; //temp向下移动一位}return true;}cout<<"栈为空!"<<endl;return false;
}
❗3.9链栈c++实例
#include<iostream>
using namespace std;#define MaxSize 100 //链栈的最大长度
typedef int SElemType; //链栈的数据元素类型假设为int整型//创建链栈结构typedef struct StackNode
{SElemType data; //结点数据域struct StackNode* next; //结点指针域
}StackNode, *LinkStack; //struct StackNode的结点形式、链栈形式别名bool InitStack(LinkStack& stack); //初始化链栈
bool StackEmpty(LinkStack& stack); //链栈判空
int StackLength(LinkStack& stack); //计算链栈长度元素个数
bool PushStack(LinkStack& stack, SElemType value); //入栈
bool PopStack(LinkStack& stack, SElemType& value); //出栈
bool GetTop(LinkStack& stack, SElemType& value); //获取栈顶元素
bool StackPrint(LinkStack& stack); //遍历元素
void DestroyStack(LinkStack& stack); //销毁链栈,释放内存int main()
{//创建链栈LinkStack stack;SElemType value=1;InitStack(stack);cout << "检查栈是否为空?" << (StackEmpty(stack) ? "\t是" : "\t否") << endl;int number = 0; //插入元素个数cout << "请输入需要插入的元素个数:";cin >> number;while ((number--) > 0) {PushStack(stack, value);//插入所输入元素value++;}cout << "当前栈的元素个数:" << StackLength(stack) << endl;GetTop(stack, value);cout << "栈顶元素:" << value << endl;StackPrint(stack);//遍历打印栈顶元素cout << endl;PopStack(stack, value);cout << "出栈一次,栈顶元素为:" << value << endl;StackPrint(stack);DestroyStack(stack);cout << endl << "栈已被销毁释放" << endl;cout << "销毁栈后遍历栈结果:" << " ";StackPrint(stack);system("pause");return 0;
}//链栈的初始化
bool InitStack(LinkStack& stack){//构造一个空栈、栈顶指针置为空stack = NULL;return true;
}//判断链栈是否为空
bool StackEmpty(LinkStack& stack){if (stack == NULL){return true;}return false;
}/*** @brief 获取栈顶长度。* 因为链表的最后一个节点的next指针是nullptr(或者说是NULL),代表链表的终止,* 所以可以将链表的遍历条件设置为当前节点指针不等于nullptr,这样在遍历过程中,* 当指针指向最后一个节点时,其next指针就会指向nullptr,循环条件就不再成立,* 遍历结束,可以避免继续遍历下一个不合法的节点。* @param stack * @return int */
int StackLength(LinkStack& stack){int length = 0;StackNode* temp = stack;//创建临时指针temp与stack指向同一位置while (temp != nullptr){length++; //链栈长度即为栈中元素个数,循环一次,长度++temp = temp->next; //temp指针下移一位}return length; //返回链栈长度
}//入栈(前插法)
bool PushStack(LinkStack& stack, SElemType value){ //不用判栈满StackNode* temp = new StackNode; //生成新结点temptemp->data = value; //将新节点数据域置为valuetemp->next = stack; //将新结点插入栈顶stack = temp; //更新栈顶指针return true;
}//出栈:首先判空
bool PopStack(LinkStack& stack, SElemType &value){if (StackEmpty(stack)){return false; }value = stack->data; //将栈顶数据域元素赋值给valueStackNode* temp = stack; //创建一个temp指针,并将其指向 stack 指针所指向的内存地址,以便找到出栈位置并释放。stack = stack->next; //令栈顶指针指向下一位结点,即更新栈顶指针delete temp; //释放temp所指向的空间,即出栈元素所占的内存空间,temp本身会在函数结束后自动销毁。return true;
}//取栈顶元素
bool GetTop(LinkStack& stack, SElemType &value){if (!StackEmpty(stack)){ //若栈不为空value = stack->data; //返回栈顶元素return true;}cout<<"栈为空"<<endl;return false;
}//遍历输出栈元素
bool StackPrint(LinkStack& stack){if (stack != nullptr){StackNode* temp = stack; //创建一个指针与stack指向同一位置cout<<"出栈顺序:";while (temp != nullptr){cout << temp->data <<" ";temp = temp->next; //temp向下移动一位}return true;}cout<<"栈为空!"<<endl;return false;
}//销毁链栈,释放内存
void DestroyStack(LinkStack& stack){StackNode* temp = new StackNode; //创建一个指针while (stack != nullptr){temp = stack; //使该临时指针与stack指向同一位置stack = temp->next; //更新栈顶指针delete temp; //释放临时指针}stack = nullptr;
}
检查栈是否为空? 是
请输入需要插入的元素个数:5
1
2
3
4
5
当前栈的元素个数:5
栈顶元素:5
出栈顺序:5 4 3 2 1
出栈一次,栈顶元素为:5
出栈顺序:4 3 2 1
栈已被销毁释放
销毁栈后打印输出结果: 栈为空!
销毁栈后遍历栈结果: 栈为空!
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