数据结构(二)---栈：

数据结构(二)---栈：

①栈的定义及实现：

栈是一种特殊的线性表、栈仅能在线性表的一端进行操作

栈顶(Top)：允许操作的一端

栈底(Bottom)：不允许操作的一端

②栈的性质：

性质：后进先出(LIFO)

③栈的操作：

栈的一些常用操作：创建栈、销毁栈、清空栈、进栈、出栈、获取栈顶元素、获取栈的大小

栈是一种特殊的线性表

栈只允许在线性表的一端进行操作

栈通常有两种实现方式：顺序结构实现、链式结构实现

下面通过一个实例进行说明：
stack.h:

#ifndef Stack_H
#define Stack_H

typedef int Item;
typedef struct node * PNode;

typedef struct node
{
	Item data;
	PNode down;
}Node;

typedef struct stack
{
	PNode top;
	int size;
}Stack;

Stack *InitStack();

void DestroyStack(Stack *ps);

void ClearStack(Stack *ps);

int IsEmpty(Stack *ps);

int GetSize(Stack *ps);

PNode GetTop(Stack *ps, Item *pitem);

PNode Push(Stack *ps, Item item);

PNode Pop(Stack *ps, Item *pitem);

void StackTraverse(Stack *ps, void(*visit)());

#endif

stack.c:

#include"Stack.h"
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>

Stack *InitStack()
{
	Stack *ps = (Stack *)malloc(sizeof(Stack));
	if (ps != NULL)
	{
		ps->top = NULL;
		ps->size = 0;
	}
	return ps;
}

int IsEmpty(Stack *ps)
{
	if (ps->top == NULL && ps->size == 0)
		return 1;
	else
		return 0;
}

int GetSize(Stack *ps)
{
	return ps->size;
}

PNode Push(Stack *ps, Item item)
{
	PNode pnode = (PNode)malloc(sizeof(Node));
	if (pnode != NULL)
	{
		pnode->data = item;
		pnode->down = GetTop(ps, NULL);
		ps->size++;
		ps->top = pnode;
	}
	return pnode;
}

PNode GetTop(Stack *ps, Item *pitem)
{
	if (IsEmpty(ps) != 1 && pitem != NULL)
	{
		*pitem = ps->top->data;
	}
	return ps->top;
}

PNode Pop(Stack *ps, Item *pitem)
{
	PNode p = ps->top;
	if (IsEmpty(ps) != 1 && p != NULL)
	{
		if (pitem != NULL)
			*pitem = p->data;
		ps->size--;
		ps->top = ps->top->down;
		free(p);
	}
	return ps->top;
}

void DestroyStack(Stack *ps)
{
	if (IsEmpty(ps) != 1)
		ClearStack(ps);
	free(ps);
}

void ClearStack(Stack *ps)
{
	while (IsEmpty(ps) != 1)
	{
		Pop(ps, NULL);
	}
}

void StackTraverse(Stack *ps, void(*visit)())
{
	PNode p = ps->top;
	int i = ps->size;
	while (i--)
	{
		visit(p->data);
		p = p->down;
	}
}

test.c:

#include"Stack.h"
#include<stdio.h>

void print(Item i)
{
	printf("该节点元素为%d\n", i);
}

main()
{
	Stack *ps = InitStack();
	int i, item;

	printf("0-9依次入栈并输出如下：\n");
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		Push(ps, i);
		GetTop(ps, &item);
		printf("%d ", item);
	}

	printf("\n从栈顶到栈顶遍历并对每个元素执行print函数：\n");
	StackTraverse(ps, print);

	printf("栈中元素依次出栈并输出如下：\n");
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		Pop(ps, &item);
		printf("%d ", item);
	}

	ClearStack(ps);
	if (IsEmpty(ps))
		printf("\n将栈置空成功\n");
	DestroyStack(ps);
	printf("栈已被销毁\n");

}

④函数调用时的栈：

程序中的"函数调用栈"是栈数据结构的一种应用

函数调用栈一般是从高地址向低地址增长的、栈底为内存的高地址处、栈顶为内存的低地址处

函数调用栈中存储的数据为活动记录

⑤程序中的栈：

程序中的栈空间可看做一个顺序栈的应用

栈保存了一个函数调用所需的维护信息，函数参数、函数返回地址、局部变量、函数调用上下文

程序栈空间在本质上是一种顺序栈

程序栈空间的访问是通过函数调用进行的

程序栈空间仍然遵从后进先出的规则