一个初学者对栈的理解

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中山大学数据科学与计算机学院

• 一个初学者对栈的理解
  • 中山大学数据科学与计算机学院
  • 一什么是栈
  • 二栈的基本操作
    • 1入栈push
    • 2出栈pop
  • 三两种常用的栈
    • 1顺序栈
    • 2链式栈
  • 四实现步骤
    • 1定义栈结构
    • 2初始化栈
    • 3入栈操作
    • 4出栈操作
    • 5获取栈顶元素
    • 6释放内存
  • 五实际应用

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一、什么是栈？

这篇文章所言的栈是一种数据结构，不要与栈区混淆。数据结构中的栈是一种线性表，特点是只允许在表头进行数据的插入和删除，也就是数据遵循先进后出的原则，一般把一端称为栈顶（top），另一端称为栈底（base）。

二、栈的基本操作

对栈的基本操作只有两种，一种是入栈（push），一种是出栈（pop）。

1、入栈（push）

即将数据保存在栈顶，操作前先将栈顶（top）指针移向下一个位置，从图里看就是将top箭头上移，之后将数据保存在指针所指位置。

2、出栈（pop）

即将保存在栈顶的数据输出，然后修改栈顶指针使之移向上一个位置，从图里看就是将top箭头下移。

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三、两种常用的栈

1、顺序栈

使用连续的内存空间模拟栈的空间，一般使用数组来实现，数组索引为0即为栈底，其次再定义一个变量储存栈顶位置即可，这种栈实现起来比较简单容易操作，适合初学者。

2、链式栈

使用零散的内存空间模拟栈的空间，一般使用链表1来实现，链表尾部即为栈底，链表头部即为栈顶。

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四、实现步骤

1、定义栈结构

定义栈这里定义一个结构体
（我左括号就是不换行你打我呀

typedef struct stack {
  int *base;
  int *top;
} Stack;

2、初始化栈

为栈申请内存空间

void initStack(Stack *Sta) {
  Sta->base = (int *) malloc(100 * sizeof(int));//这里申请了100个int的大小 可以根据需求更改
  Sta->top = Sta->base;
}

3、入栈操作

入栈之前介绍过，就是存储数据了。
（保险起见这里可以加个扩大栈空间的机制…我就偷个懒吧

void push(Stack *Sta, int ele) {
  Sta->top++;
  *(Sta->top) = ele;
}

4、出栈操作

出栈也一样，但值得一提的是出栈需要判断栈是否已空（我再偷个懒
因为之前定义时用到的是int类型 所以返回值也是int

int pop(Stack *Sta) {
  int temp;
  temp = *(Sta->top);
  Sta->top--;
  return temp;
}

（不知道这里用temp是不是好的选择，不过我是菜鸡就是了…

5、获取栈顶元素

这个比较简单 返回top所指元素就行了（偷个懒吧

6、释放内存

申请的内存空间都需要释放，不然会引起内存泄漏，栈当然一样。

void freeStack(Stack *Sta) {
  free(Sta);
}

（本来这里也想偷个懒的，但是管理内存是一个很重要的习惯！
如果是小程序，不释放内存的话后果或许不会很严重，然而以后进行工作的时候，那种看似良好运行的程序却可能由于内存泄漏在某一天突然坍塌，造成这种后果∞−1=0 $$∞ - 1 = 0$$
还可能被炒鱿鱼，所以从现在养成好习惯吧！

五、实际应用

实际应用很多啊，比如题库里的括号配对就很适合用栈呀！

PS：不知道有没有地方出错了，若有，本鶸求大佬指导。

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1. 一种类似数组，却在物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构。 ↩