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C語(yǔ)言棧的表示和實(shí)現(xiàn)詳細(xì)介紹

更新時(shí)間：2016年12月06日 17:23:12 投稿：lqh

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C語(yǔ)言棧的表示和實(shí)現(xiàn)詳細(xì)介紹

定義：棧是限定僅在表尾進(jìn)行插入和刪除操作的線性表。

棧作為一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種只能在一端進(jìn)行插入和刪除操作的特殊線性表。它按照先進(jìn)后出的原則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，先進(jìn)入的數(shù)據(jù)被壓入棧底，最后的數(shù)據(jù)在棧頂，需要讀數(shù)據(jù)的時(shí)候從棧頂開(kāi)始彈出數(shù)據(jù)（最后一個(gè)數(shù)據(jù)被第一個(gè)讀出來(lái)）。棧具有記憶作用，對(duì)棧的插入與刪除操作中，不需要改變棧底指針。

棧是允許在同一端進(jìn)行插入和刪除操作的特殊線性表。允許進(jìn)行插入和刪除操作的一端稱為棧頂(top)，另一端為棧底(bottom)；棧底固定，而棧頂浮動(dòng)；棧中元素個(gè)數(shù)為零時(shí)稱為空棧。插入一般稱為進(jìn)棧（PUSH），刪除則稱為退棧（POP）。棧也稱為后進(jìn)先出表。

以上定義是在經(jīng)典計(jì)算機(jī)科學(xué)中的解釋。

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，棧則是一個(gè)具有以上屬性的動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)域。程序可以將數(shù)據(jù)壓入棧中，也可以將數(shù)據(jù)從棧頂彈出。在i386機(jī)器中，棧頂由稱為esp的寄存器進(jìn)行定位。壓棧的操作使得棧頂?shù)牡刂窚p小，彈出的操作使得棧頂?shù)牡刂吩龃蟆?/p>

棧在程序的運(yùn)行中有著舉足輕重的作用。最重要的是棧保存了一個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)所需要的維護(hù)信息，這常常稱之為堆棧幀或者活動(dòng)記錄。堆棧幀一般包含如下幾方面的信息：

1．函數(shù)的返回地址和參數(shù)

2．臨時(shí)變量：包括函數(shù)的非靜態(tài)局部變量以及編譯器自動(dòng)生成的其他臨時(shí)變量

實(shí)現(xiàn)

 #define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存儲(chǔ)空間初始分配量 */
 #define STACKINCREMENT 2 /* 存儲(chǔ)空間分配增量 */
 typedef struct SqStack
 {
  SElemType *base; /* 在棧構(gòu)造之前和銷毀之后，base的值為NULL */
  SElemType *top; /* 棧頂指針 */
  int stacksize; /* 當(dāng)前已分配的存儲(chǔ)空間，以元素為單位 */
 }SqStack; /* 順序棧 */
Status InitStack(SqStack *S)
 { /* 構(gòu)造一個(gè)空棧S */
  (*S).base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
  if(!(*S).base)
   exit(OVERFLOW); /* 存儲(chǔ)分配失敗 */
  (*S).top=(*S).base;
  (*S).stacksize=STACK_INIT_SIZE;
  return OK;
 }

 Status DestroyStack(SqStack *S)
 { /* 銷毀棧S，S不再存在 */
  free((*S).base);
  (*S).base=NULL;
  (*S).top=NULL;
  (*S).stacksize=0;
  return OK;
 }

 Status ClearStack(SqStack *S)
 { /* 把S置為空棧 */
  (*S).top=(*S).base;
  return OK;
 }

 Status StackEmpty(SqStack S)
 { /* 若棧S為空棧，則返回TRUE，否則返回FALSE */
  if(S.top==S.base)
   return TRUE;
  else
   return FALSE;
 }

 int StackLength(SqStack S)
 { /* 返回S的元素個(gè)數(shù)，即棧的長(zhǎng)度 */
  return S.top-S.base;
 }

 Status GetTop(SqStack S,SElemType *e)
 { /* 若棧不空，則用e返回S的棧頂元素，并返回OK；否則返回ERROR */
  if(S.top>S.base)
  {
   *e=*(S.top-1);
   return OK;
  }
  else
   return ERROR;
 }

 Status Push(SqStack *S,SElemType e)
 { /* 插入元素e為新的棧頂元素 */
  if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize) /* 棧滿，追加存儲(chǔ)空間 */
  {
   (*S).base=(SElemType *)realloc((*S).base,((*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
   if(!(*S).base)
    exit(OVERFLOW); /* 存儲(chǔ)分配失敗 */
   (*S).top=(*S).base+(*S).stacksize;
   (*S).stacksize+=STACKINCREMENT;
  }
  *((*S).top)++=e;
  return OK;
 }

 Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
 { /* 若棧不空，則刪除S的棧頂元素，用e返回其值，并返回OK；否則返回ERROR */
  if((*S).top==(*S).base)
   return ERROR;
  *e=*--(*S).top;
  return OK;
 }

 Status StackTraverse(SqStack S,Status(*visit)(SElemType))
 { /* 從棧底到棧頂依次對(duì)棧中每個(gè)元素調(diào)用函數(shù)visit()。 */
  /* 一旦visit()失敗，則操作失敗 */
  while(S.top>S.base)
   visit(*S.base++);
  printf("\n");
  return OK;
 }
 #include"c1.h"
 typedef int SElemType; /* 定義棧元素類型，此句要在c3-1.h的前面 */
 #include"c3-1.h"
 #include"bo3-1.c"

 Status visit(SElemType c)
 {
  printf("%d ",c);
  return OK;
 }

 void main()
 {
  int j;
  SqStack s;
  SElemType e;
  if(InitStack(&s)==OK)
   for(j=1;j<=12;j++)
    Push(&s,j);
  printf("棧中元素依次為：");
  StackTraverse(s,visit);
  Pop(&s,&e);
  printf("彈出的棧頂元素 e=%d\n",e);
  printf("?？辗瘢?d(1:空 0:否)\n",StackEmpty(s));
  GetTop(s,&e);
  printf("棧頂元素 e=%d 棧的長(zhǎng)度為%d\n",e,StackLength(s));
  ClearStack(&s);
  printf("清空棧后，棧空否：%d(1:空 0:否)\n",StackEmpty(s));
  DestroyStack(&s);
  printf("銷毀棧后，s.top=%u s.base=%u s.stacksize=%d\n",s.top,s.base, s.stacksize);
 }

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