C#數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之堆棧(Stack)實(shí)例詳解
本文實(shí)例講述了C#數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之堆棧(Stack)。分享給大家供大家參考,具體如下:
堆棧(Stack)最明顯的特征就是“先進(jìn)后出”,本質(zhì)上講堆棧也是一種線性結(jié)構(gòu),符合線性結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn):即每個(gè)節(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)后續(xù)節(jié)點(diǎn)。
相對(duì)前面學(xué)習(xí)過(guò)的順序表、鏈表不同的地方在于:Stack把所有操作限制在"只能在線性結(jié)構(gòu)的某一端"進(jìn)行,而不能在中間插入或刪除元素。下面是示意圖:

從示意圖中可以看出,堆棧有二種實(shí)現(xiàn)方式:基于數(shù)組的順序堆棧實(shí)現(xiàn)、類似鏈表的鏈?zhǔn)蕉褩?shí)現(xiàn)
先抽象堆棧的接口IStack:
namespace 棧與隊(duì)列
{
public interface IStack<T>
{
/// <summary>
/// 返回堆棧的實(shí)際元素個(gè)數(shù)
/// </summary>
/// <returns></returns>
int Count();
/// <summary>
/// 判斷堆棧是否為空
/// </summary>
/// <returns></returns>
bool IsEmpty();
/// <summary>
/// 清空堆棧里的元素
/// </summary>
void Clear();
/// <summary>
/// 入棧:將元素壓入堆棧中
/// </summary>
/// <param name="item"></param>
void Push(T item);
/// <summary>
/// 出棧:從堆棧頂取一個(gè)元素,并從堆棧中刪除
/// </summary>
/// <returns></returns>
T Pop();
/// <summary>
/// 取堆棧頂部的元素(但不刪除)
/// </summary>
/// <returns></returns>
T Peek();
}
}
順序堆棧(SeqStack)的實(shí)現(xiàn):
using System;
using System.Text;
namespace 棧與隊(duì)列
{
public class SeqStack<T>:IStack<T>
{
private int maxsize;
private T[] data;
private int top;
public SeqStack(int size)
{
data = new T[size];
maxsize = size;
top = -1;
}
#region //接口實(shí)現(xiàn)部分
public int Count()
{
return top + 1;
}
public void Clear()
{
top = -1;
}
public bool IsEmpty()
{
return top == -1;
}
public void Push(T item)
{
if (IsFull())
{
Console.WriteLine("Stack is full");
return;
}
data[++top] = item;
}
public T Pop()
{
T tmp = default(T);
if (IsEmpty())
{
Console.WriteLine("Stack is empty");
return tmp;
}
tmp = data[top];
top--;
return tmp;
}
public T Peek()
{
if (IsEmpty())
{
Console.WriteLine("Stack is empty!");
return default(T);
}
return data[top];
}
#endregion
public bool IsFull()
{
return top == maxsize - 1;
}
public override string ToString()
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = top;i>=0;i--)
{
sb.Append(data[i] + ",");
}
return sb.ToString().Trim(',');
}
}
}
鏈?zhǔn)蕉褩?LinkStack)的實(shí)現(xiàn)
先定義節(jié)點(diǎn)Node.cs
namespace 棧與隊(duì)列
{
public class Node<T>
{
private T data;
private Node<T> next;
public Node(T data, Node<T> next)
{
this.data = data;
this.next = next;
}
public Node(Node<T> next)
{
this.next = next;
this.data = default(T);
}
public Node(T data)
{
this.data = data;
this.next = null;
}
public Node()
{
this.data = default(T);
this.next = null;
}
public T Data {
get { return this.data; }
set { this.data = value; }
}
public Node<T> Next
{
get { return next; }
set { next = value; }
}
}
}
下面是LinkStack.cs
using System;
using System.Text;
namespace 棧與隊(duì)列
{
public class LinkStack<T>:IStack<T>
{
private Node<T> top;
private int num;//節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)
/// <summary>
/// 頂部節(jié)點(diǎn)
/// </summary>
public Node<T> Top
{
get { return top; }
set { top = value; }
}
public LinkStack()
{
top = null;
num = 0;
}
public int Count()
{
return num;
}
public void Clear()
{
top = null;
num = 0;
}
public bool IsEmpty()
{
if (top == null && num == 0)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
public void Push(T item)
{
Node<T> q = new Node<T>(item);
if (top == null)
{
top = q;
}
else
{
q.Next = top;
top = q;
}
num++;
}
public T Pop()
{
if (IsEmpty())
{
Console.WriteLine("Stack is empty!");
return default(T);
}
Node<T> p = top;
top = top.Next;
num--;
return p.Data;
}
public T Peek()
{
if (IsEmpty())
{
Console.WriteLine("Stack is empty!");
return default(T);
}
return top.Data;
}
public override string ToString()
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
if (top != null)
{
sb.Append(top.Data.ToString() + ",");
Node<T> p = top;
while (p.Next != null)
{
sb.Append(p.Next.Data.ToString()+ ",");
p = p.Next;
}
}
return sb.ToString();
}
}
}
測(cè)試代碼片段:
Console.WriteLine("順序堆棧測(cè)試開(kāi)始...");
SeqStack<int> seqStack = new SeqStack<int>(10);
seqStack.Push(1);
seqStack.Push(2);
seqStack.Push(3);
Console.WriteLine(seqStack);
Console.WriteLine(seqStack.Peek());
Console.WriteLine(seqStack);
Console.WriteLine(seqStack.Pop());
Console.WriteLine(seqStack);
Console.WriteLine("鏈堆棧測(cè)試開(kāi)始...");
LinkStack<int> linkStack = new LinkStack<int>();
linkStack.Push(1);
linkStack.Push(2);
linkStack.Push(3);
Console.WriteLine(linkStack);
Console.WriteLine(linkStack.Peek());
Console.WriteLine(linkStack);
Console.WriteLine(linkStack.Pop());
Console.WriteLine(linkStack);
Console.ReadLine();
注: .Net中System.Collections.Generic.Stack<T>已經(jīng)提供了堆棧的基本實(shí)現(xiàn),明白原理后,仍然推薦大家使用內(nèi)置的實(shí)現(xiàn)。
希望本文所述對(duì)大家C#程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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