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栈需熟练掌握栈的定义、操作和实现方式。定义

栈是一个元素的集合,加入元素的操作叫做“压栈”(push),而移除元素的操作叫做“出栈”(pop)。它遵循后进先出(LIFO, Last In First Out)的原则。这意味着最后被压入栈的元素是第一个被弹出的元素。

dépilerPopempilerPush基本操作push(element): 将元素添加到栈的顶部。pop(): 移除并返回栈顶的元素。如果栈为空,这个操作可能会抛出一个错误或返回特定的值(例如null或undefined),具体取决于实现。peek() 或 top(): 返回栈顶的元素但不移除它。这只是一个查看操作,栈的内容不会改变。如果栈为空,这个操作可能会抛出一个错误或返回特定的值。isEmpty(): 判断栈是否为空。如果栈为空,返回true;否则返回false。size() 或 length(): 返回栈中元素的数量。实现顺序栈

顺序栈是使用数组来实现的栈,利用数组的索引来模拟栈的操作。

#define MAX_SIZE 100 // 定义栈的最大容量// 定义顺序栈的结构typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 使用数组存储数据int top;// 栈顶指针} SeqStack;// 初始化栈SeqStack* initStack() {SeqStack* stack = (SeqStack*)malloc(sizeof(SeqStack));if(!stack) {printf("Failed to allocate memory for stack\n");exit(1);}stack->top = -1; // 栈顶指针初始化为-1,表示栈为空return stack;}// 入栈操作bool push(SeqStack* stack, int value) {if (isFull(stack)) {printf("Stack is full!\n");return false;}stack->data[++stack->top] = value; // 先移动栈顶指针,再存放元素return true;}// 出栈操作bool pop(SeqStack* stack, int* value) {if (isEmpty(stack)) {printf("Stack is empty!\n");return false;}*value = stack->data[stack->top--]; // 先取出元素,再移动栈顶指针return true;}// 获取栈顶元素bool peek(SeqStack* stack, int* value) {if (isEmpty(stack)) {printf("Stack is empty!\n");return false;}*value = stack->data[stack->top];return true;}// 判断栈是否为空bool isEmpty(SeqStack* stack) {return stack->top == -1;}// 判断栈是否已满bool isFull(SeqStack* stack) {return stack->top == MAX_SIZE - 1;}链式栈

栈的链式存储结构通常是使用单链表来实现。在这种实现中,链表的头部代表栈顶,这样可以确保入栈和出栈操作的时间复杂度为O(1)。

// 定义链式栈的节点结构typedef struct Node {int data;struct Node* next;} Node;// 定义链式栈的结构typedef struct {Node* top;} LinkedStack;// 初始化栈LinkedStack* initStack() {LinkedStack* stack = (LinkedStack*)malloc(sizeof(LinkedStack));if(!stack) {printf("Failed to allocate memory for stack\n");exit(1);}stack->top = NULL; // 栈顶指针初始化为NULL,表示栈为空return stack;}// 入栈操作void push(LinkedStack* stack, int value) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));if(!newNode) {printf("Failed to allocate memory for new node\n");exit(1);}newNode->data = value;newNode->next = stack->top;stack->top = newNode;}// 出栈操作bool pop(LinkedStack* stack, int* value) {if (isEmpty(stack)) {printf("Stack is empty!\n");return false;}Node* temp = stack->top;*value = temp->data;stack->top = temp->next;free(temp);return true;}// 获取栈顶元素bool peek(LinkedStack* stack, int* value) {if (isEmpty(stack)) {printf("Stack is empty!\n");return false;}*value = stack->top->data;return true;}// 判断栈是否为空bool isEmpty(LinkedStack* stack) {return stack->top == NULL;}

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