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C語(yǔ)言棧的表示與實(shí)現(xiàn)實(shí)例詳解分析
1.基本概念：
C語(yǔ)言的棧是指限定僅在表尾進(jìn)行插入和刪除操作的線(xiàn)性表。
棧作為C語(yǔ)言中一種常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種只能在一端進(jìn)行插入和刪除操作的特殊線(xiàn)性表。它按照先進(jìn)后出的原則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，先進(jìn)入的數(shù)據(jù)被壓入棧底，最后的數(shù)據(jù)在棧頂，需要讀數(shù)據(jù)的時(shí)候從棧頂開(kāi)始彈出數(shù)據(jù)（最后一個(gè)數(shù)據(jù)被第一個(gè)讀出來(lái)）。棧具有記憶作用，對(duì)棧的插入與刪除操作中，不需要改變棧底指針。
棧是允許在同一端進(jìn)行插入和刪除操作的特殊線(xiàn)性表。允許進(jìn)行插入和刪除操作的一端稱(chēng)為棧頂(top)，另一端為棧底(bottom)；棧底固定，而棧頂浮動(dòng)；棧中元素個(gè)數(shù)為零時(shí)稱(chēng)為空棧。插入一般稱(chēng)為進(jìn)棧（PUSH），刪除則稱(chēng)為退棧（POP）。棧也稱(chēng)為后進(jìn)先出表。
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，棧則是一個(gè)具有以上屬性的動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)域。程序可以將數(shù)據(jù)壓入棧中，也可以將數(shù)據(jù)從棧頂彈出。在i386機(jī)器中，棧頂由稱(chēng)為esp的寄存器進(jìn)行定位。壓棧的操作使得棧頂?shù)牡刂窚p小，彈出的操作使得棧頂?shù)牡刂吩龃蟆?/p>
棧在程序的運(yùn)行中有著舉足輕重的作用。最重要的是棧保存了一個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)所需要的維護(hù)信息，這常常稱(chēng)之為堆棧幀或者活動(dòng)記錄。堆棧幀一般包含如下幾方面的信息：
(1)函數(shù)的返回地址和參數(shù)
(2)臨時(shí)變量：包括函數(shù)的非靜態(tài)局部變量以及編譯器自動(dòng)生成的其他臨時(shí)變量
2.實(shí)現(xiàn)代碼：
#define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存儲(chǔ)空間初始分配量 */ #define STACKINCREMENT 2 /* 存儲(chǔ)空間分配增量 */ typedef struct SqStack { SElemType *base; /* 在棧構(gòu)造之前和銷(xiāo)毀之后，base的值為NULL */ SElemType *top; /* 棧頂指針 */ int stacksize; /* 當(dāng)前已分配的存儲(chǔ)空間，以元素為單位 */ }SqStack; /* 順序棧 */Status InitStack(SqStack *S) { /* 構(gòu)造一個(gè)空棧S */ (*S).base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType)); if(!(*S).base) exit(OVERFLOW); /* 存儲(chǔ)分配失敗 */ (*S).top=(*S).base; (*S).stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK; } Status DestroyStack(SqStack *S) { /* 銷(xiāo)毀棧S，S不再存在 */ free((*S).base); (*S).base=NULL; (*S).top=NULL; (*S).stacksize=0; return OK; } Status ClearStack(SqStack *S) { /* 把S置為空棧 */ (*S).top=(*S).base; return OK; } Status StackEmpty(SqStack S) { /* 若棧S為空棧，則返回TRUE，否則返回FALSE */ if(S.top==S.base) return TRUE; else return FALSE; } int StackLength(SqStack S) { /* 返回S的元素個(gè)數(shù)，即棧的長(zhǎng)度 */ return S.top-S.base; } Status GetTop(SqStack S,SElemType *e) { /* 若棧不空，則用e返回S的棧頂元素，并返回OK；否則返回ERROR */ if(S.top>S.base) { *e=*(S.top-1); return OK; } else return ERROR; } Status Push(SqStack *S,SElemType e) { /* 插入元素e為新的棧頂元素 */ if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize) /* 棧滿(mǎn)，追加存儲(chǔ)空間 */ { (*S).base=(SElemType *)realloc((*S).base,((*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType)); if(!(*S).base) exit(OVERFLOW); /* 存儲(chǔ)分配失敗 */ (*S).top=(*S).base+(*S).stacksize; (*S).stacksize+=STACKINCREMENT; } *((*S).top)++=e; return OK; } Status Pop(SqStack *S,SElemType *e) { /* 若棧不空，則刪除S的棧頂元素，用e返回其值，并返回OK；否則返回ERROR */ if((*S).top==(*S).base) return ERROR; *e=*--(*S).top; return OK; } Status StackTraverse(SqStack S,Status(*visit)(SElemType)) { /* 從棧底到棧頂依次對(duì)棧中每個(gè)元素調(diào)用函數(shù)visit()。 */ /* 一旦visit()失敗，則操作失敗 */ while(S.top>S.base) visit(*S.base++); printf("n"); return OK; } #include"c1.h" typedef int SElemType; /* 定義棧元素類(lèi)型，此句要在c3-1.h的前面 */ #include"c3-1.h" #include"bo3-1.c" Status visit(SElemType c) { printf("%d ",c); return OK; } void main() { int j; SqStack s; SElemType e; if(InitStack(&s)==OK) for(j=1;j<=12;j++) Push(&s,j); printf("棧中元素依次為："); StackTraverse(s,visit); Pop(&s,&e); printf("彈出的棧頂元素 e=%dn",e); printf("棧空否：%d(1:空 0:否)n",StackEmpty(s)); GetTop(s,&e); printf("棧頂元素 e=%d 棧的長(zhǎng)度為%dn",e,StackLength(s)); ClearStack(&s); printf("清空棧后，棧空否：%d(1:空 0:否)n",StackEmpty(s)); DestroyStack(&s); printf("銷(xiāo)毀棧后，s.top=%u s.base=%u s.stacksize=%dn",s.top,s.base, s.stacksize); }
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