数据结构：Stack

Stack设计与实现

Stack基本概念

栈是一种 特殊的线性表

栈仅能在线性表的一端进行操作

栈顶(Top)：允许操作的一端

栈底(Bottom)：不允许操作的一端

Stack的常用操作

创建栈

销毁栈

清空栈

进栈

出栈

获取栈顶元素

获取栈的大小

 

C语言描述=====》栈的设计与实现 人生财富库积累

#ifndef _MY_STACK_H_

#define _MY_STACK_H_

 

typedef
void Stack;

 

Stack* Stack_Create();

 

void Stack_Destroy(Stack* stack);

 

void Stack_Clear(Stack* stack);

 

int Stack_Push(Stack* stack, void* item);

 

void* Stack_Pop(Stack* stack);

 

void* Stack_Top(Stack* stack);

 

int Stack_Size(Stack* stack);

 

#endif
//_MY_STACK_H_

栈的顺序存储设计与实现

1、基本概念

2、设计与实现

头文件

#ifndef __MY_SEQLIST_H__

#define __MY_SEQLIST_H__

 

typedef void SeqList;

typedef void SeqListNode;

 

SeqList* SeqStack_Create(int capacity);

 

void SeqStack _Destroy(SeqStack * list);

 

void SeqStack _Clear(SeqStack * list);

 

int SeqStack _Length(SeqStack * list);

 

int SeqStack _Capacity(SeqStack * list);

 

int SeqStack _Insert(SeqStack * list, SeqListNode* node, int pos);

 

SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos);

 

SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos);

 

#endif //__MY_SEQLIST_H__

 

栈的链式存储设计与实现

1、基本概念

 

 

2、设计与实现

头文件

#ifndef _MY_LINKSTACK_H_

#define _MY_LINKSTACK_H_

 

typedef void LinkStack;

 

LinkStack* LinkStack_Create();

 

void LinkStack_Destroy(LinkStack* stack);

 

void LinkStack_Clear(LinkStack* stack);

 

int LinkStack_Push(LinkStack* stack, void* item);

 

void* LinkStack_Pop(LinkStack* stack);

 

void* LinkStack_Top(LinkStack* stack);

 

int LinkStack_Size(LinkStack* stack);

 

#endif //_MY_LINKSTACK_H_

 

栈的应用

应用1：就近匹配

几乎所有的编译器都具有检测括号是否匹配的能力

如何实现编译器中的符号成对检测？

#include
<stdio.h>
int main() { int a[4][4]; int (*p)[4]; p = a[0]; return 0;

算法思路

从第一个字符开始扫描

当遇见普通字符时忽略，当遇见左符号时压入栈中

当遇见右符号时从栈中弹出栈顶符号，并进行匹配

匹配成功：继续读入下一个字符

匹配失败：立即停止，并报错

结束：

成功: 所有字符扫描完毕，且栈为空

失败：匹配失败或所有字符扫描完毕但栈非空

当需要检测成对出现但又互不相邻的事物时

可以使用栈"后进先出"的特性

栈非常适合于需要"就近匹配"的场合

计算机的本质工作就是做数学运算，那计算机可以读入字符串

"9 + (3 - 1) * 5 + 8 / 2"并计算值吗？

 

 

应用2：中缀 后缀

计算机的本质工作就是做数学运算，那计算机可以读入字符串

"9 + (3 - 1) * 5 + 8 / 2"并计算值吗？

后缀表达式 ==？符合计算机运算

波兰科学家在20世纪50年代提出了一种将运算符放在数字后面的后缀表达式对应的，

我们习惯的数学表达式叫做中缀表达式===》符合人类思考习惯

实例：

5 + 4=> 5 4 +

1 + 2 * 3 => 1 2 3 * +

8 + ( 3 – 1 ) * 5 => 8 3 1 – 5 * +

中缀表达式符合人类的阅读和思维习惯

后缀表达式符合计算机的"运算习惯"

如何将中缀表达式转换成后缀表达式？

中缀转后缀算法：

遍历中缀表达式中的数字和符号

对于数字：直接输出

对于符号：

左括号：进栈

运算符号：与栈顶符号进行优先级比较

若栈顶符号优先级低：此符合进栈 （默认栈顶若是左括号，左括号优先级最低）

若栈顶符号优先级不低：将栈顶符号弹出并输出，之后进栈

右括号：将栈顶符号弹出并输出，直到匹配左括号

遍历结束：将栈中的所有符号弹出并输出

中缀转后缀

计算机是如何基于后缀表达式计算的？

8 3 1 – 5 * +

遍历后缀表达式中的数字和符号

对于数字：进栈

对于符号：

从栈中弹出右操作数

从栈中弹出左操作数

根据符号进行运算

将运算结果压入栈中

遍历结束：栈中的唯一数字为计算结果

栈的神奇！

中缀表达式是人习惯的表达方式

后缀表达式是计算机喜欢的表达方式

通过栈可以方便的将中缀形式变换为后缀形式

中缀表达式的计算过程类似程序编译运行的过程

扩展：给你一个字符串，计算结果

"1+2*(66/(2*3)+7)"

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字符串解析

词法语法分析

优先级分析

数据结构选型===》栈还是树？