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基本数据结构:栈(stack)

2013-08-04 11:27 211 查看
栈(stack)是限制插入和删除只能在一个位置上进行的线性表,该位置在表的末端,叫做栈顶。添加元素只能在尾节点后添加,删除元素只能删除尾节点,查看节点也只能查看尾节点。添加、删除、查看依次为入栈(push)、出栈(pop)、栈顶节点(top)。形象的说,栈是一个先进后出(LIFO)表,先进去的节点要等到后边进去的节点出来才能出来。如图1,是一个栈的形象图,top指针指向的是栈顶节点,所以我们可以通过top访问到2节点,但是0和1节点由于先于2进入这个表,所以是不可见的。如果把0节点当做头节点,2节点当做尾节点,那么栈限制了访问权限,只可以访问尾节点。如图2,当添加一个节点3的时候,只能在栈顶节点,也就是尾节点后添加,这样3节点变成了栈顶,2节点变成了不可见节点,访问的时候只能访问到3节点。入栈时限制了插入地址,只能在栈顶添加节点。当我们执行出栈的命令时,图2的栈顶元素是3节点,删除的时候只能允许删除栈顶的元素,这样子3节点被删除,top指向删除后的栈顶2节点,如图3所示。栈有两种是实现结构,一种是顺序存储结构,也就是利用数组实现,一种是链式存储结构,可以用单链表实现。数组实现栈很简单,用一个下标标记top来表示栈顶,top==-1时,栈空,top==0时,表示栈里只有一个元素,通过访问top为下标的数组元素即可。出栈top自减,入栈top自加就OK了。单链表实现栈要比单链表的实现简单点。我们通过在表的尾端插入来实现push,通过删除尾节点来实现pop,获取尾节点的元素来表示top。我修改了链表那一章的单链表代码,把头节点当做栈顶节点,实现了一个简单的栈模板,仅供学习所用。代码会不定时更新。代码下载代码如下:template<class T>class stackNode{ public: stackNode():next(NULL){} T data;//值 stackNode* next;//指向下一个节点的指针};template<class T>class mystack{ private: unsigned int stacklength; stackNode<T>* node;//临时节点 stackNode<T>* headnode;//尾结点 public: mystack();//初始化 unsigned int length();//栈元素的个数 void push(T x);//入栈 bool isEmpty();//判断栈是否为空 void pop();//出栈 T top();//获得栈顶元素 void clear();//清空栈};template<class T>mystack<T>::mystack(){ node=NULL; headnode=NULL; stacklength=0;}template<class T>inline unsigned int mystack<T>::length(){return stacklength;}template<class T>void mystack<T>::push(T x){ node=new stackNode<T>(); node->data=x; node->next=headnode;//把node变成头节点 headnode=node; ++stacklength;}template<class T>bool mystack<T>::isEmpty(){ return stacklength==0;}template<class T>void mystack<T>::pop(){ if(isEmpty()) return; node=headnode; headnode=headnode->next;//头节点变成它的下一个节点 delete(node);//删除头节点 --stacklength;}template<class T>T mystack<T>::top(){ if(!isEmpty()) return headnode->data;}template<class T>void mystack<T>::clear(){ while(headnode!=NULL) { node=headnode; headnode=headnode->next; delete(node); } node=NULL; headnode=NULL; stacklength=0;}很清楚,除了clear函数外,所有的方法的时间复杂度都是O(1)。这种实现方式的缺点在于对new和delete的调用的开销是昂贵的,所以采用数组的方式实现会更好一点。栈的应用使用栈的时候一般不用自己重新去写,因为STL给我们实现了一个很安全的栈,可以放心去使用。也可以用数组模拟一个,很简单。编译器调用函数就用了栈结构,当第一个函数还没执行完毕,调用第二个函数的时候,编译器就会把第一个函数压栈,第二个函数调用完毕的时候,就会取栈顶函数,也就是第一个函数继续执行。平衡符号 http://acm.nyist.net/JudgeOnline/problem.php?pid=2中缀转后缀 http://acm.nyist.net/JudgeOnline/problem.php?pid=467后缀试求值 http://acm.nyist.net/JudgeOnline/problem.php?pid=35poj 3250 http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=3250poj 1363 http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=1363poj 1208 http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=1208poj 1686 http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=1686poj 3250 http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=2045
hdu 1022 http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1022
原文链接:http://www.cppblog.com/cxiaojia/archive/2012/08/01/185913.html
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