C++详解:顺序与链式栈结构建立与操作
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更新于2024-09-02
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C++中栈结构是一种重要的数据结构,它在编程中常用于临时存储数据,遵循"后进先出"(Last In First Out,LIFO)的原则。栈可以形象地比喻为一个仓库,栈顶代表仓库的入口,新加入的数据会被放置在栈顶,而出栈则从栈顶开始,最先进入的数据最先被取出。
在C++中,栈有两种主要的实现方式:
1. 顺序栈(Array-Based Stack):
- 顺序栈利用的是数组存储结构,其中数据元素按线性顺序排列。我们通常定义一个固定大小的结构数组`DATA`,例如`struct DATA { string name; int age; }`。另外,定义一个`StackType`结构,包含一个`DATA`数组`data[MAXLEN+1]`(其中`MAXLEN`是栈的最大容量)和一个整型变量`top`,表示栈顶元素的索引。数组下标从1开始,0表示空栈,`top`等于`MAXLEN`意味着栈满。
2. 链式栈(Linked List Stack):
- 链式栈使用链表来存储栈中的元素,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链式栈的栈顶是链表的第一个节点,栈底是链表的最后一个节点,通常用一个`head`指针来表示。
栈的基本操作主要包括:
- 入栈(Push):向栈顶添加数据,通过更新`top`指针指向下一个可用位置,并将新数据存入该位置。
- 出栈(Pop):删除并返回栈顶数据,通过移动`top`指针到下一个元素,实现数据的弹出。
在C++中,初始化栈结构通常是这样的:
```cpp
StackType myStack;
myStack.top = 0; // 初始化栈顶为0,表示栈为空
// 准备数据
DATA myData1 {"Alice", 25};
DATA myData2 {"Bob", 30};
// 入栈操作
myStack.data[myStack.top++] = myData1; // 入栈myData1
myStack.data[myStack.top++] = myData2; // 入栈myData2
// 出栈操作
if (myStack.top > 0) {
DATA poppedData = myStack.data[myStack.top - 1]; // 获取栈顶数据
myStack.top--; // 减少栈顶指针
// 处理poppedData...
}
```
C++中的栈结构提供了一种高效、灵活的数据管理方式,适用于许多编程场景,如函数调用堆栈、表达式求值、深度优先搜索等。理解并熟练掌握栈的操作,能有效提升编程效率和代码质量。
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