双头栈是一种数据结构,其中一个单一的数组被两个栈共享。栈1从数组的一端开始增长,而栈2从另一端开始增长。这种结构使得数据可以有效地利用内存,但要求管理两个栈的索引以避免它们之间的冲突。(1)给出双头栈的结构定义;(2)给出入栈/出栈函数的实现。
时间: 2024-12-08 21:25:03 浏览: 33
(1) 双头栈的结构定义通常包括以下几个部分:
```c
typedef struct {
size_t top1, top2; // 两个栈的栈顶指针,分别指向栈1和栈2的下一个可用位置
size_t capacity; // 容量大小
void* data []; // 存储数据的动态数组,长度为capacity
} DoubleEndedStack;
```
这里的 `top1` 和 `top2` 分别代表栈1和栈2的栈顶,`capacity` 表示栈的最大容量,`data` 则是一个动态数组用于存储实际的数据。
(2) 入栈和出栈操作(假设数组下标从0开始)可以这样实现:
入栈函数(push):
```c
void push(DoubleEndedStack* des, void* value) {
if (des->top1 >= des->capacity - 1) {
// 当栈满时,需要扩展容量
resize(des, 2 * des->capacity);
}
des->data[des->top1++] = value;
}
```
出栈函数(pop1 或 pop2,这里只展示pop1,pop2类似):
```c
void* pop1(DoubleEndedStack* des) {
if (des->top1 == des->top2) {
// 如果两个栈顶相等,说明只有一个元素在栈中,此时是栈1的底部
return nullptr; // 返回 NULL 或者对应的默认值,表示空栈
} else if (des->top1 > des->top2) {
// 如果栈1的顶部更高,说明是从栈1弹出
return des->data[des->top1--];
} else {
// 否则,从栈2弹出
return des->data[des->top2--];
}
}
```
这两个函数的关键在于管理好两个栈的移动,当一个栈满时,另一个栈还处于活跃状态,允许新的元素插入。同时,出栈时需要根据栈1和栈2的相对位置来确定是从哪一个栈弹出元素。
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