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数据结构与算法实践系列文章(五)线性结构之栈

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定义

栈:只能在表的一端(栈顶)进行插入和删除运算的线性表

逻辑结构: 与线性表相同,任然是一对一关系

存储结构: 用顺序栈或链栈存储都可以。

运算规则: 只能在栈顶运算,且访问结点时依照后进先出或者先进后出的原则。

实现方式: 关键是编写入栈和出栈的函数。

顺序栈的表示:

#define  MAXSIZE  100
typedef struct{
   
		SElemType   *base;
		SElemType   *top;
		int stacksize;
}SqStack;

// 初始化
Status InitStack( SqStack &S ){
   
	S.base =new SElemType[MAXSIZE]if( !S.base ) 	return OVERFLOW;
	S.top = S.base;
	S.stackSize = MAXSIZE;
	return OK;
}
// 顺序栈是否为空
bool StackEmpty( SqStack S ){
   
	if(S.top == S.base) return true;
   else return false;
}
// 顺序栈的长度
int StackLength( SqStack S ){
   
	return S.top – S.base;
}
// 清空顺序栈
Status ClearStack( SqStack S ){
   
	if( S.base ) S.top = S.base;
	return OK;
}
// 销毁顺序栈
Status DestroyStack( SqStack &S ){
   
	if( S.base )
	{
   
		delete S.base ;
		S.stacksize = 0;
		S.base = S.top = NULL;
	}
  return OK;
}
// 顺序栈进站
// (1)判断是否栈满,若满则出错
// (2)元素e压入栈顶
// (3)栈顶指针加1
Status Push( SqStack &S, SElemType e){
   
	if( S.top - S.base== S.stacksize ) // 栈满
        return ERROR; 	
	*S.top++=e;
	return OK;
}
// 顺序进站
// (1)判断是否栈空,若空则出错
// (2)获取栈顶元素e
// (3)栈顶指针减1
Status Pop( SqStack &S, SElemType &e)  
{
   
	if( S.top == S.base ) // 栈空
        return ERROR; 	
	e= *--S.top;
	return OK;
}
// 取顺序栈栈顶元素
// 判断是否空栈,若空则返回错误
// 否则通过栈顶指针获取栈顶元素
Status GetTop( SqStack S, SElemType &e)  {
   
	if( S.top == S.base )	 return ERROR; 	// 栈空
	e = *( S.top – 1 );
	return OK;
}




顺序栈的操作
c语言
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>

struct Stack{
   
    int *data; // 数据
    int capacity;// 最大容量
    int top;// 栈顶
};
// 判断栈满
int isFull(const struct Stack *ps){
   
    // 满就是top是否与capacity相同
    return ps->top == ps->capacity; 
}
// 判断栈空
int isEmpty(const struct Stack *ps){
   
    // top为0是空栈
    return ps->top == 0;
}
// 
int top(const struct Stack *ps){
   
    if(isEmpty(ps)) return 0;
    else{
   
        *ps = ps->data[--(ps->top-1)];
    	return 1;
    }
    
}
// init
void init(struct Stack *ps,int capacity){
   
    ps->capacity = capacity; // 初始化容量
    ps->data = (int *)malloc( sizeof(capacity));
    // ps->top = -1; // 总是指向最高元素 
    ps->top = 0; // 总是指向最高元素的上面的空格
}
// 压栈
int push(struct Stack *ps, int x){
   
    // 判断栈满
    if(isFull(ps)) return 0;
    else{
   
        // 进行压栈
        ps->data[ps->top++]=x;
        return 1;
    }
    
}
// 弹栈
int pop(struct Stack *ps, int x){
   
    if(isEmpty(ps)) return 0;
    else{
   
     *ps = ps->data[--(ps->top)];
      return 1;   
    }
    
}
// 销毁
void destory(struct *ps){
   
    free(ps->data);
}
int main(void) {
    
    struct Stack st;
    
    init(&st,5); // 改变st的内容,所以需要st地址 &st 
    
    push(&st, 11); // 压栈
    push(&st, 121); // 压栈
    push(&st, 111); // 压栈
    push(&st, 131); // 压栈
    int x;
    pop(&st, &x); // 弹栈 并把弹出的数据返回
    
    destory(&st);
    
	return 0;
}
C++
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int main(int argc,const char * args[]){
	stack<int> st;
	st.push(11);
	st.push(12);
	int x = st.top();
	st.pop()//弹栈
	st.empty();
    cout << st.size() << endl;
	return 0;
}
java
public class ArrayStackDemo {
   
	public static void main(String[] args) {
   
		//测试
		ArrayStack stack =new ArrayStack(4);
		String key="";
		boolean loop = true;
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		
		while(loop) {
   
			System.out.println("show:表示显示栈");
			System.out.println("exit:退出程序");
			System.out.println("push:表示添加数据到栈(入栈)");
			System.out.println("pop:表示从栈取出数据(出栈)");
			System.out.println("请输入你的选择");
			key = scanner.next();
			switch(key) {
   
			case "show":
				stack.list();
				break;
				
			case "push":
				System.out.println("请输入一个数");
				int value = scanner.nextInt();
				stack.push(value);
				break;
				
			case "pop":
				try {
   
					int res = stack.pop();
					System.out.printf("出栈的语句是%d\n", res);
				}catch(Exception e) {
   
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
				
			case "exit":
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			default:
					break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
	}
 
}
 
class ArrayStack{
   
	private int maxSize;
	private int[] stack;
	private int top = -1;
	
	
	public ArrayStack(int maxSize) {
   
		this.maxSize=maxSize;
		stack = new int[this.maxSize];
		
	}
	
    //栈满
	public boolean isFull() {
   
		return top == maxSize -1;
		
	}
    //栈空
	public boolean isEmpty() {
   
		return top == -1;
		
	}
	//出栈
	public void push(int value) {
   
		if(isFull()) {
   
			System.out.println("栈满");
		}
		top++;
		stack[top] =value;
		}
	//出栈
	public int pop() {
   
		if(isEmpty()) {
   
			throw new RuntimeException("栈空");
		}
		int value = stack[top];
		top--;
		return value;
	}
	//遍历栈
	public void list() {
   
		if(isEmpty()) {
   
			System.out.println("栈空,没有数据");
			return;
		}
		for(int i = top;i>=0;i--) {
   
			System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
		}
	}

python
st = list()
st.append(11)
st.append(22)
st.append(33)
x = st.pop(1) // 弹出1号元素
st.pop() // 弹出最后一个进栈的

后缀式求值

后缀式 3 5 2 1 - * + 思路 就是需要一个栈

class Solution:
    def cal(x,y,op):
        if op=='+':
            return x+y
        elif op == '-':
            return x-y
        elif op == '*':
            return x*y
        elif op == '/':
            return x/y

    def evalRPN(self, tokens: List[str]) -> int:
            """
        :type tokens: List[str]
        :rtype: int
        """
        for i in tokens:
            if i in '+-*/':
                b = tokens.pop()
                a = tokens.pop() 
                tokens.append(cal(a,b,i))
            else:
                tokens.append(float(i))
        print('%.1f' % tokens.pop())
        
        
class Solution {
   
    public int evalRPN(String[] tokens) {
   
    String operators = "+-*/";
        Stack<Object> stack = new Stack<>();
        for(int i=0;i<tokens.length;i++){
   
            String op = tokens[i];//取出一个操作
            if(operators.contains(op)){
   //如果是操作符
                int n2 = (int) stack.pop();
                int n1 = (int) stack.pop();
                int value = 0;
                switch (op){
   
                    case "+":value = n1 + n2;break;
                    case "-":value = n1 - n2;break;
                    case "*":value = n1 * n2;break;
                    case "/":value = n1 / n2;
                }
                stack.push(value);//把值送入栈
            }
            else {
   //如果是操作数
                stack.push(Integer.valueOf(op));//操作数入栈
            }
        }
        return (int) stack.pop();//最后栈顶的操作数就是运算结果了
    }
}

转载:https://blog.csdn.net/qq_37256896/article/details/117067980
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