数据结构:顺序栈的操作与实现

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"顺序栈是数据结构中的一种特殊线性表,它的主要特点是仅允许在表的一端(栈顶)进行插入和删除操作,遵循后进先出(LIFO)的原则。栈分为顺序栈和链栈,其中顺序栈是通过一组连续的存储单元依次存放栈底到栈顶的数据元素。在C++中,可以使用结构体定义顺序栈,包含一个元素数组和一个用于记录栈顶元素下标的整型变量。顺序栈的基本运算包括置栈空、判栈空、判栈满、进栈、退栈和取栈顶元素。" 在数据结构中,栈是一种重要的抽象数据类型,它与线性表类似,但其操作特性更加受限。栈的定义是仅允许在表的一端(栈顶)进行插入(进栈)和删除(退栈)操作,这种特性使得栈成为一种后进先出(LIFO,Last In First Out)的数据结构。栈在实际应用中非常广泛,比如在递归调用、表达式求值、函数调用堆栈等方面都有重要用途。 顺序栈是栈的一种实现方式,它使用数组作为底层存储结构。在C++中,我们可以定义一个结构体`SeqStack`来表示顺序栈,结构体内包含一个固定大小的元素数组`elem`和一个整型变量`top`,`top`用于保存栈顶元素的下标。初始化顺序栈(置栈空)通常设置`top`为0,表示数组当前无元素。判栈空则检查`top`是否为0,若为0则栈为空,反之则非空。判栈满则根据数组大小和`top`值判断,如果`top`等于数组大小减1,表示栈已满,不能进行进栈操作。 进栈操作涉及将新元素添加到栈顶,此时需要检查栈是否已满,未满则将新元素存入`elem[top]`并更新`top`值。退栈操作则是移除栈顶元素,需要检查栈是否为空,不为空则将`top`值减1,表示栈顶元素已被移除。取栈顶元素不改变栈的状态,只是读取`elem[top]`的值,一般不会直接影响到`top`。 顺序栈的一个重要优点是其空间利用率高,因为数组存储连续,访问效率高。但是,由于数组大小固定,当栈满时需要重新分配更大的空间,或者在栈不满时可能会浪费一部分空间。这与链栈相比,链栈可以动态扩展和收缩,但在元素访问速度上可能略逊一筹。 总结来说,顺序栈是线性表的一种受限形式,它的主要操作包括初始化、判断栈空、判断栈满、进栈、退栈和获取栈顶元素。在C++中,可以使用结构体配合数组实现,结构简单且效率较高,但需要预估好栈的容量以避免溢出问题。在实际编程中,我们需要根据具体需求选择合适的栈实现方式。