棧和佇列

棧和佇列是一種特殊的線性表。
從資料結構角度看：棧和佇列也是線性表，其特點性在於棧和佇列的基本操作是線性表操作的子集。它們是操作受限的線性表。
從資料型別角度看：它們是和線性表不相同的兩類重要的抽象資料型別。

棧的定義

棧(Stack)是限定僅在表尾進行插入或刪除操作的線性表。允許經行插入刪除操作的表尾被稱為棧頂，相應的表頭被稱為棧底。 
向棧中插入一個元素稱為入棧(壓棧)，從棧中刪除一個元素稱為出棧(退棧)。棧中無資料元素時稱為空棧。
棧的特點：先進後出，後進先出(LIFO)。

棧的表示與實現

和線性表類似，棧也有兩種儲存表示方法即：順序和鏈式。

1，棧的鏈式儲存：因為棧也是線性表，所以線性表的不帶頭結點單鏈表結構可以作為棧的鏈式結構。這樣，就可以利用單鏈表的操作了。
如：
單鏈表初始化的表頭可以作為棧的表頭；
單鏈表 ListInsert(S, 1, e)可以作為棧的入棧操作Push；
單鏈表ListDeleteS,1, *e)可以作為棧的出棧操作Pop；
單鏈表的頭插法，可以建立一個棧。

2，棧的順序儲存：有關詳細資訊請看教材46頁

//-----棧的順序儲存表示------
typedef struct {
    SElemType *base;
    SElemType *top;
    int stacksize;
}SqStack;

棧的基本操作

//------基本操作-----------
Status InitStack(SqStack *S){
	//構造一個空棧
	(*S).base =(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
	if(!(*S).base) exit(OVERFLOW);
	(*S).top =(*S).base;
	(*S).stacksize =STACK_INIT_SIZE;
	return OK;
}

//2
Status DestroyStack(SqStack *S){
	//銷燬一個棧
	free( (*S).base);//釋放表
	(*S).top =NULL;
	(*S).base =NULL;
	(*S).stacksize =0;
	return OK;
}

//3,
Status ClearStack(SqStack *S){
	//設定表為空
	(*S).top =(*S).base;//指向棧底
	return OK;
}

//4
Status StackEmpty(SqStack S){
	//是否為空
	if(S.top == S.base)
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}

//5
int StackLength(SqStack S){
	//返回棧的長度
	 return S.top-S.base;
}
//6
Status GetTop(SqStack S,SElemType *e){
	//如棧不空，返回棧頂元素
	if(S.top == S.base) 
		return ERROR;
	*e =*(S.top-1); //返回棧頂元素
	return OK;
}
//7
Status Push(SqStack *S,SElemType e){
	//入棧操作

	//判斷棧滿
	if( (*S).top-(*S).base >(*S).stacksize){
		(*S).base =(SElemType *)realloc((*S).base,((*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
		if(!(*S).base) exit(OVERFLOW);

		(*S).top =(*S).base+(*S).stacksize;//重新定位棧頂指標
		(*S).stacksize+=STACKINCREMENT;
	}
	*( (*S).top )++ =e; //先插入，棧頂指標在+1
	return OK;
}
//8
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e){
	//出棧操作

	//判斷是否為空
	if((*S).top ==(*S).base) return ERROR;

	*e= *--(*S).top;//先棧頂指標-1，在取元素
	return OK;
}
//9
 Status StackTraverse(SqStack S,Status(*visit)(SElemType))
 { // 從棧底到棧頂依次對棧中每個元素呼叫函式visit()
   
   while(S.top>S.base)
     visit(*S.base++);
   printf("\n");
   return OK;
 }
 

測試程式碼：

#include"ch2.h"
typedef int SElemType;
#include"Stack.c"

 Status visit(SElemType c)
 {
   printf("%d ",c);
   return OK;
 }

 //-----測試----
main(){
   int j;
   SqStack s;
   SElemType e;
   //
   printf("--------測試------------\n");
   printf("---初始化棧，並把1-6入棧---\n");
   if(InitStack(&s)==OK)
     for(j=1;j<=6;j++)
       Push(&s,j);
   printf("棧中元素依次為：");
   StackTraverse(s,visit);

   printf("---出棧操作---\n");
   Pop(&s,&e);
   printf("彈出的棧頂元素 e=%d\n",e);

   printf("棧是否空：%d(1:空 0:否)\n",StackEmpty(s));
   printf("---獲取棧頂元素及棧的長度---\n");
   GetTop(s,&e);
   printf("棧頂元素 e=%d 棧的長度為%d\n",e,StackLength(s));

   printf("---清空棧---\n");
   ClearStack(&s);
   printf("清空棧後，棧是否空：%d(1:空 0:否)\n",StackEmpty(s));
   
   printf("---銷燬棧---\n");
   DestroyStack(&s);
   printf("銷燬棧後，s.top=%u s.base=%u s.stacksize=%d\n",s.top,s.base, s.stacksize);
}

 

測試結果圖：