【数据结构】 栈

栈

• 栈
• • 定义
  • 顺序栈
  • • 概括
    • 数据结构
    • 初始化栈
    • 入栈
    • 出栈
  • 共享栈
  • • 数据结构
    • 初始化
    • 入栈
    • 出栈
• 总代码

栈

定义

栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

顺序栈

概括

设计的栈结构中包括数据数组以及top坐标，这里top指向的栈顶元素的位置，初始top为-1，代表栈为空

数据结构

typedef struct{
     int data[MAXSIZE];
     //采用top指针指向栈顶元素的方式 初始为-1
     int top;
} MStack;

初始化栈

//初始化栈
void initStack(MStack *mStack){
    mStack->top=-1;
}

入栈

入栈首先需要判断栈是否满了，这里设置栈大小为20，由0下标开始，即top指向19时就代表栈满了
然后进行top自增并添加数据

//入栈
void add(MStack *mStack,int data){
    if(mStack->top==19){
            //栈已满
        return;
    }
    mStack->data[++(mStack->top)]=data;
}

出栈

出栈的操作并没有修改栈中的数据的内容，只是移动了top的值
出栈需要先判断栈是否为空
出栈的同时将栈顶元素赋值给data

//出栈
void pop(MStack *mStack,int *data){
     if(mStack->top==-1){
            //栈是空的
        return;
    }
    *data=mStack->data[(mStack->top)--];
}

共享栈

再分配栈大小时，太小会导致数据存储不下，而太大可能又会造成大量的空间被浪费，因此采用共享栈的思想，主要思想就是一个top，默认值为-1，一个down，默认存储栈的最大存储数据量-1。如下图所示

入栈
down向下移动，top向上移动
出栈
down向上移动，top向下移动
判断共享栈是否满了
down-1等于top时就说明栈满了

数据结构

typedef struct{
int data[MAXSIZE];
int top;
int down;
} ShareStack;

初始化

需要同时对top和down进行初始化

void initShareStack(ShareStack *mStack){
    mStack->top=-1;
    mStack->down=20;
}

入栈

void addTop(ShareStack *mStack,int data){
    if(mStack->top==(mStack->down-1)){
            //栈已满
        return;
    }
    mStack->data[++(mStack->top)]=data;
}

---

void addDown(ShareStack *mStack,int data){
    if(mStack->top==(mStack->down-1)){
            //栈已满
        return;
    }
    mStack->data[--(mStack->down)]=data;
}

出栈

//top端出栈
void popTop(ShareStack *mStack,int *data){
     if(mStack->top==-1){
            //栈是空的
        return;
    }
    *data=mStack->data[(mStack->top)--];
}

//down端出栈
void popDown(ShareStack *mStack,int *data){
     if(mStack->down==20){
            //栈是空的
        return;
    }
    *data=mStack->data[(mStack->down)++];
}

总代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#define MAXSIZE 20
typedef struct
{
    int data[MAXSIZE];
    //采用top指针指向栈顶元素的方式 初始为-1
    int top;
} MStack;

//初始化栈
void initStack(MStack *mStack)
{
    mStack->top=-1;
}

//入栈
void add(MStack *mStack,int data)
{
    if(mStack->top==19)
    {
        //栈已满
        return;
    }
    mStack->data[++(mStack->top)]=data;
}

//出栈
void pop(MStack *mStack,int *data)
{
    if(mStack->top==-1)
    {
        //栈是空的
        return;
    }
    *data=mStack->data[(mStack->top)--];
}
void forEach(MStack mStack)
{
    for(int i=mStack.top; i>-1; i--)
    {
        printf("%d\n",mStack.data[i]);
    }
}
/**
共享栈
**/
typedef struct
{
    int data[MAXSIZE];
    int top;
    int down;
} ShareStack;


void initShareStack(ShareStack *mStack)
{
    mStack->top=-1;
    mStack->down=20;
}

void addTop(ShareStack *mStack,int data)
{
    if(mStack->top==(mStack->down-1))
    {
        //栈已满
        return;
    }
    mStack->data[++(mStack->top)]=data;
}

//出栈
void popTop(ShareStack *mStack,int *data)
{
    if(mStack->top==-1)
    {
        //栈是空的
        return;
    }
    *data=mStack->data[(mStack->top)--];
}


void addDown(ShareStack *mStack,int data)
{
    if(mStack->top==(mStack->down-1))
    {
        //栈已满
        return;
    }
    mStack->data[--(mStack->down)]=data;
}

//出栈
void popDown(ShareStack *mStack,int *data)
{
    if(mStack->down==20)
    {
        //栈是空的
        return;
    }
    *data=mStack->data[(mStack->down)++];
}

void forEachTop(ShareStack mStack)
{
    for(int i=mStack.top; i>-1; i--)
    {
        printf("%d\n",mStack.data[i]);
    }
}
void forEachDown(ShareStack mStack)
{
    for(int i=mStack.down; i<20; i++)
    {
        printf("%d\n",mStack.data[i]);
    }
}
void main()
{
    MStack mStack;
    ShareStack sStack;
    initShareStack(&sStack);
    initStack(&mStack);
    for(int i=0; i<25; i++)
    {
        addTop(&sStack,i);
        addDown(&sStack,i);
    }
    forEachTop(sStack);
    forEachDown(sStack);
}