栈的操作算法实现.docx
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栈的操作算法实现
一顺序栈的实现
#definemaxsize6/*顺序栈的容量*/
typedefstruct
{ElementTypedata[maxsize];
inttop;
}SqStackTp;
顺序栈被定义为一个结构类型，它有两个域data和top。
data为一个一维数组，用于存储栈中元素，DataType为栈元素的数据类型（有待设定）。
top为int型，它的取值范围为0..sqstack_maxsize-1。
top=0表示栈空，top=sqstack_maxsize-1表示栈满。
对于图3-2顺序栈sqstack_maxsize应为6。
下面讨论栈的基本运算在顺序栈上的实现。
1.初始化:
初始化运算是将栈顶初始化为0;
intInitStack（SqStackTp*sq）
{sq->top=-1;return
（1）;}
2.进栈:
进栈的主要操作是：
①栈顶下标加1;②将入栈元素放入到新的栈顶下标所指的位置上。
算法如下：
intPush（SqStackTp*sq,ElementTypex） /*若栈未满，将元素x入栈sq中；否则提示出错信息*/
{if（sq->top==maxsize-1） {printf（"栈满"）;return（0）;}
else {sq->top++;sq->data[sq->top]=x;return
（1）;}
}
3.退栈:
退栈先要将栈顶元素取出，由参数返回，并将栈顶减１。
intPop（SqStackTp*sq,ElementType*x）;
{if（sq->top==-1）{printf（"下溢"）;return（0）;}
else{*x=sq->data[sq->top];sq->top--;return
（1）;}
};
4.判栈空:
intEmptyStack（SqStackTp*sq） /*若栈空返回1;否则返回0*/
{ if（sq->top==-1）return
（1） elsereturn（0）;
}
5.读栈顶元素:
intGetTop（SqStackTp*sq,ElementType*x） /*取栈顶元素，栈顶元素通过参数返回*/
{if（sq->top==-1）return（0）;
else{*x=sq->data[sq->top];return
（1）;}
}
6.顺序栈应用举例（进栈与出栈）
#include"stdio.h"
#defineElementTypechar
#definemaxsize40
typedefstruct
{ElementTypedata[maxsize];
inttop;
}SqStackTp;
intInitStack（SqStackTp*sq）
{sq->top=-1;return
（1）;}
intPush（SqStackTp*sq,ElementTypex）
{if（sq->top==maxsize-1） {printf（"栈满"）;return（0）;}
else {sq->top++;sq->data[sq->top]=x;return
（1）;}
}
intPop（SqStackTp*sq,ElementType*x）
{if（sq->top==-1）{printf（"下溢"）;return（0）;}
else{*x=sq->data[sq->top];sq->top--;return
（1）;}
}
intEmptyStack（SqStackTp*sq）
{if（sq->top==-1）return
（1）; elsereturn（0）;
}
/*主函数*/
voidmain（）
{SqStackTpsq;
typedefchElementType;
InitStack（&sq）;
for（ch='A';ch<='A'+12;ch++）
{Push（&sq,ch）;printf（"%c",ch）;}
printf（"\n"）;
while（!
EmptyStack（&sq））
{Pop（&sq,&ch）;printf（"%c",ch）;}
printf（"\n"）;
}
运行结果：
ABCDEFGHIJKLM
MLKJIHGFEDCBA
二链栈的实现
链栈类型定义如下：
typedefstructnode
{ElementTypedata;
structnode*next;
}node；
node*LStackTp;
下面讨论栈的基本运算在链栈上的实现。
1.初始化:
栈初始化的作用是设置一个空栈。
而一个空的链栈可以用栈顶指针为NULL来表示。
voidInitStack（LStackTp*ls）
{ *ls=NULL;
}
2.进栈:
进栈算法的基本步骤包括：
①申请一个新结点,并将x的值送入该结点的data域;
②将该结点链入栈中使之成为新的栈顶结点。
voidPush（LStackTp*ls,ElementTypex）
{LStackTpp;
p=/*申请一个新结点*/
p->data=（LStackTp）malloc（sizeof（node））;x; /*元素的值填入新结点的data域*/
p->next=*ls;/*原栈顶链入新结点的next域*/
*ls=p; /*新结点成为新的栈顶*/
}
3.退栈:
退栈算法的基本步骤包括：
①栈顶结点的data域的值由参数返回，并取下栈顶结点，让它的下一个结点成为新的栈顶；
②将取出的栈顶结点空间释放。
intPop（LStackTp*ls,ElementType*x）
/*栈顶元素通过参数返回，它的直接后继成为新的栈顶*/
{LStackTpp;
if（（*ls）!
=NULL）
{p=*ls; *x=p->data;/*栈顶元素通过参数返回*/
*ls=p->next;/*原栈顶的下一个结点成为新的栈顶*/
free（p）; /*释放原栈顶结点空间*/
return1;}
elsereturn0;
}
4.判栈空:
intEmptyStack（LStackTp*ls）/*若栈为空则返回值1,否则返回值0*/
{ if（*ls==NULL）return
（1）;elsereturn（0）;}
5.读栈顶元素:
intGetTop（LStackTp*ls,ElementType*x）/*取栈顶元素*/
{if（（*ls）!
=NULL）{*x=（*ls）->data;return1;}elsereturn0; }
6.链栈应用举例（进栈与出栈）
1） #include"stdio.h"
#defineElementTypechar
#definesizesizeof（node）
typedefstruct
{ElementTypedata;
structnode*next;
}node;
node*LStackTp;
voidInitStack（LStackTp*ls）
{ *ls=NULL;
}
voidPush（LStackTp*ls,ElementTypex）
{LStackTpp;
p=（LStackTp）malloc（size）;
p->data=x;
p->next=*ls;
*ls=p;
}
intPop（LStackTp*ls,ElementType*x）
{LStackTpp;
if（（*ls）!
=NULL）
{p=*ls;*x=p->data;*ls=（*ls）->next;
free（p）;return
（1）;
}elsereturn（0）;
}
intEmptyStack（LStackTpls）
{
if（ls==NULL）return
（1）;
elsereturn（0）;
}
voidmain（）
{LStackTpls;
ElementTypech;
InitStack（ls）;
for（ch='A';ch<='A'+12;ch++）
{Push（&ls,ch）;printf（"%c",ls->data）;}
printf（"\n"）;
while（!
EmptyStack（ls））
{Pop（&ls,&ch）;printf（"%c",ch）;}
printf（"\n"）;
}
运行结果：
ABCDEFGHIJKLM
MLKJIHGFEDCBA
2）写一个算法，借助栈将一个带头结点的单链表倒置。
head
─
→
头
─
→
a1
─
→
a2
─
→......
→
an
NULL
分析：
这里可利用栈的特征，先沿着链表从头至尾扫描一遍，将链表的每个结点的data域的值依次进栈，然后再沿着链表从头至尾扫描一遍，同时栈中元素依次出栈，并填入到链表的每个结点的data域中。
算法如下：
voidreverse_list（LkListTp*head）
{LStackTpls,p;
ElementTypex;
InitStack（&ls）;/*初始化链栈*/
p=（*head）->next;
while（p!
=NULL）
{Push（&ls,p->data）;p=p->next;}
p=（*head）->next;
while（!
EmptyStack（ls））
{Pop（&ls,&x）;p->data=x;p=p->next;}
}
实现程序如下：
（用链栈实现单链表倒置）
#include"stdio.h"
#defineElementTypechar
#definesizesizeof（node）
typedefstruct {
ElementTypedata;
structnode*next;
}node;
node*LkListTp;
voidInitStack（LStackTp*ls）
{*ls=NULL;}
voidPush（LStackTp*ls,ElementTypex）
{LStackTpq;
q=（LStackTp）malloc（size）;/*申请一个新结点*/
q->data=x;/*元素的值填入新结点的data域*/
q->next=*ls;/*原栈顶链入新结点的next域*/
*ls=q;/*新结点成为新的栈顶*/
}
intPop（LStackTp*ls,ElementType*x）
/*栈顶元素通过参数返回，它的直接后继成为新的栈顶*/
{LStackTpp;
if（（*ls）!
=NULL）
{p=*ls;*x=p->data;
*ls=（*ls）->next;/*原栈顶的下一个结点成为新的栈顶*/
free（p）;/*释放原栈顶结点空间*/
return
（1）;
}elsereturn（0）;
}
intEmptyStack（LStackTpls）/*若栈为空则返回值1,否则返回值0*/
{
if（ls==NULL）return
（1）;
elsereturn（0）;
}
voidreverse_list（LkListTp*head）
{LStackTpls,p;
ElementTypex;
InitStack（&ls）;/*初始化链栈*/
p=（*head）->next;
while（p!
=NULL）
{Push（&ls,p->data）;p=p->next;}
p=（*head）->next;
while（!
EmptyStack（ls））
{Pop（&ls,&x）;p->data=x;p=p->next;}
}
LkListTpcreate_lklist2（）
/*直接建表算法。
p是一个pointer类型的变量，用来指示链入位置*/
{
LkListTpp,q,s,head;
ElementTypex;
head=（LkListTp）malloc（size）;/*生成头结点*/
p=head;/*尾指针置初值*/
scanf（"%c",&x）;/*读入第一个元素*/
while（x!
='?
'）/*输入的不是结束标志时继续链入*/
{
q=（LkListTp）malloc（size）;q->data=x;/*生成一个新结点*/
p->next=q;/*新结点链入*/
p=q;/*修改尾指针指向新的表尾*/
scanf（"%c",&x）;/*读入下一个元素*/
}
p->next=NULL;return（head）;/*置尾结点标志*/
}
voidmain（）
{
LkListTpp,q,head;
ElementTypex;
printf（"\ninputLkList:
"）;
head=create_lklist2（）;
reverse_list（&head）;
printf（"\noutputLkList:
"）;
p=head->next;
while（p!
=NULL）
{printf（"%c",p->data）;p=p->next;}
printf（"\n"）;
}
运行结果：
inputLkList:
ABCDEFG?
outputLkList:
GFEDCBA
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