棧的應用和實現

HerryLo發表於2020-03-16

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棧是線性結構的常見應用，是一種可以實現"先進後出"的儲存結構，?：讓我們想一下箱子?，往?裡面放東西，最先放入?中的東西被放在底部，後放入的反而在上面，假設我們從上至下的拿東西，那麼就是先放入的後出，後放入的先出，即這就是一個"先入後出"的儲存結構。

棧的應用非常的廣泛：函式呼叫、中斷、表示式求值、記憶體分配、快取、迷宮都有應用棧的知識。

棧和佇列實現雖然不同，但都可以通過陣列和連結串列實現，棧分為靜態棧和動態棧，靜態棧有陣列構成，動態棧有連結串列構成。

其中的核心操作就是：壓棧和出棧。壓棧就是放入棧中，出棧就是拿出棧中。下面我們看看棧的基本結構：

  棧頂Top                       棧底Bottom
    ?                             ?
[data|next]——>[data|next]——>[data=NULL|next]——> NULL
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確認一個棧只需要兩個引數，棧頂Top和棧底Bottom，初始建立時，棧頂Top等於棧底Bottom；壓棧時，棧頂Top移動；出棧時，還是棧頂Top移動。

#C語言棧實現

首先我們先來做好初始化的準備：

// 連結串列元素結構體
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node * next;
}Node, *pNode;

// 棧的引數
typedef struct Stack {
    pNode pTop;         // 棧頂
    pNode pBottom;      // 棧底
}Stack, *pStack;

// 初始化
void initStack(pStack s);
// 壓棧
void pushStack(pStack s, int value);
// 遍歷
void traverseStack(pStack s);
// 出棧
bool popStack(pStack s);
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以上就是棧的基本操作，下面是函式的實現

// 初始化
void initStack(pStack s) {
    s->pTop = (pNode)malloc(sizeof(Node));
    if(s->pTop == NULL) {
        printf("記憶體分配失敗");
        exit(-1);
    }
    s->pBottom = s->pTop;
    s->pTop->next = NULL;
}
// 壓棧
void pushStack(pStack s, int value){
    pNode pNew = (pNode)malloc(sizeof(Node));
    if(pNew == NULL) {
        printf("記憶體分配失敗");
        exit(-1);
    }
    s->pTop = pNew;
    pNew->data = value;
    pNew->next = s->pBottom;
}
// 遍歷
void traverseStack(pStack s){
    pNode top = s->pTop;
    while(top->next != NULL){
        peintf("%d\n", top->data);
        top = top->next;
    }
}
// 出棧
bool popStack(pStack s){
    pNode node = s->pTop;
    if(node->next != NULL){
        return false;s
    }
    s->pTop = s->pTop->next;
    free(node);
    retrun false;
}
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main函式中建立呼叫棧：

int main() {
    // 建立棧
    Stack s;
    
    initStack(&s);
    pushStack(&s, 1);
    pushStack(&s, 2);
    pushStack(&s, 3);
    pushStack(&s, 4);
    traverseStack(&s);
    popStack(&s);
    traverseStack(&s);
    
    return 0;
}
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程式碼示例：C語言建立棧

參考：

郝斌老師資料結構視訊

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