栈的数据结构与操作：从定义到实现

"这篇资料主要介绍了栈的基本操作和特性，包括栈的定义、特点、基本操作以及两种存储结构。此外，还提到了上机实验的相关注意事项。" 在数据结构中，栈是一种重要的抽象数据类型（ADT），被称为“后进先出”（LIFO）的数据结构。栈的主要特点是其只允许在表的一端——栈顶进行插入和删除操作。当新的元素被添加到栈中时，称为“进栈”或“压栈”；当最顶部的元素被移除时，称为“出栈”。栈在计算机科学中有广泛应用，如表达式求值、递归调用、内存管理等。 栈的基本操作通常包括以下几种： 1. **InitStack(&S)**：建立一个新的栈S。这个操作通常会为栈分配初始的存储空间。 2. **DestroyStack(&S)**：销毁栈S，释放它占用的所有内存资源。 3. **ClearStack(&S)**：清除栈S中的所有元素，但不改变栈的结构，使其恢复为空栈状态。 4. **StackEmpty(S)**：检查栈S是否为空，如果栈顶指针与底指针相同，则返回真（true），否则返回假（false）。 5. **StackLength(S)**：返回栈S中元素的个数。 6. **GetTop(S, &e)**：获取栈顶元素的值，并将其赋值给变量e，但不改变栈的状态。 7. **Push(&S, e)**：将元素e插入到栈S的顶部，即进行进栈操作。 8. **Pop(&S, &e)**：移除栈S的栈顶元素，并将该元素的值赋给变量e。 9. **StackTraverse(S, visit())**：遍历栈S的所有元素，对每个元素调用visit()函数进行处理。 栈有两种常见的存储结构： - **顺序栈**：使用一维数组实现，栈底固定，栈顶随着元素的入栈和出栈而移动。在数组满时，可能需要扩展数组大小。例如，可以定义一个结构体来表示顺序栈，包括基础元素指针`base`，栈顶指针`top`和当前最大容量`stacksize`。 - **链式栈**：使用链表实现，每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。链式栈的优点是动态扩展更容易，不需要预先确定容量。 上机实验课时，学生需要注意使用特定的网址访问系统，并且需要按时考勤，不允许迟到早退。同时，课堂上鼓励同学们相互讨论代码，但下课时应整理好个人物品并关闭电脑。 栈是一种关键的数据结构，它的操作和实现对于理解和解决问题至关重要，特别是在算法设计和程序实现中。通过掌握栈的基本概念和操作，可以更好地解决实际编程中的各种问题。