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算法系列15天速成 第十天 栈

发布时间:2013-11-15 作者: 来源:转载
今天跟大家聊聊栈,在程序设计中,栈的使用还是非常广泛的,比如有“括号匹配问题“,”html结构匹配问题“。所以说掌握了”栈“的使用,对我们学习算法还是很有帮助的

一: 概念

栈,同样是一种特殊的线性表,是一种Last In First Out(LIFO)的形式,现实中有很多这样的例子,

比如:食堂中的一叠盘子,我们只能从顶端一个一个的龋

二:存储结构

”栈“不像”队列“,需要两个指针来维护,栈只需要一个指针就够了,这得益于栈是一种一端受限的线性表。

这里同样用”顺序结构“来存储这个”栈“,top指针指向栈顶,所有的操作只能在top处。

代码段:

复制代码 代码如下:
#region 栈的数据结构
///


/// 栈的数据结构
///

public class SeqStack
{
public T[] data;

///


/// 栈顶指针
///

public int top = -1;

public SeqStack(int lenth)
{
data = new T[lenth];
}
}
#endregion


三:常用操作

栈的操作有:①初始化栈,②入栈,③出栈,④获取栈顶。

1: 初始化栈

这个还是比较简单的,初始化栈时,设置默认top指针为-1,这个就不用图来展示了。

代码段:

复制代码 代码如下:
#region 栈的初始化操作
///


/// 栈的初始化操作
///

///
///
public SeqStack SeqStackInit(int length)
{
SeqStack seqStack = new SeqStack(length);

seqStack.top = -1;

return seqStack;
}
#endregion

2:入栈

这个操作主要就是做两件事情:① 将元素从栈顶压入,② top指针自增。


代码段:

复制代码 代码如下:
#region 入栈
///


/// 入栈
///

///
///
///
public void SeqStackPush(SeqStack seqStack, T data)
{
if (SeqStackIsFull(seqStack))
throw new Exception("不好意思,栈溢出");

seqStack.data[++seqStack.top] = data;
}
#endregion

3:出栈

同样跟“入栈”类似,需要做两件事情,①干掉top处的元素,②top指针自减。

代码段

复制代码 代码如下:
#region 出栈
///


/// 出栈
///

///
///
///
public T SeqStackPop(SeqStack seqStack)
{
if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
throw new Exception("呜呜,栈已空");

seqStack.data[seqStack.top] = default(T);

return seqStack.data[--seqStack.top];
}
#endregion

4:获取栈顶元素

这个很简单,跟“出栈”唯一不同的是不破坏栈顶元素,只是翻出来看看而已。

代码段

复制代码 代码如下:
#region 获取栈顶
///


/// 获取栈顶
///

///
///
///
public T SeqStackPeek(SeqStack seqStack)
{
if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
throw new Exception("栈已空");

return seqStack.data[seqStack.top];
}
#endregion

总的运行代码如下

复制代码 代码如下:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace SeqStack
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
SeqStackClass stackManager = new SeqStackClass();

SeqStack seqStack = stackManager.SeqStackInit(10);

Console.WriteLine("******************** 压入ID=1,ID=2,ID=3的元素 ***********************n");
//压入ID=1,ID=2,ID=3的元素
stackManager.SeqStackPush(seqStack, new Student() { ID = 1, Name = "一线码农", Age = 23 });
stackManager.SeqStackPush(seqStack, new Student() { ID = 2, Name = "huangxincheng520", Age = 23 });
stackManager.SeqStackPush(seqStack, new Student() { ID = 3, Name = "51cto", Age = 23 });

Console.WriteLine(".... 压入成功,当前栈中元素有:" + stackManager.SeqStackLen(seqStack) + "个");

Console.WriteLine("n****************** 查看栈顶元素 ********************");

var result = stackManager.SeqStackPeek(seqStack);

Console.WriteLine("栈顶元素为:ID=" + result.ID + ",Name=" + result.Name + ",Age=" + result.Age);

Console.WriteLine("n******************** 弹出栈顶元素 ***********************");

stackManager.SeqStackPop(seqStack);

Console.WriteLine("n****************** 查看栈中的元素 ********************");

for (int i = 0; i < stackManager.SeqStackLen(seqStack); i++)
{
Console.WriteLine("栈顶元素为:ID=" + seqStack.data[i].ID + ",Name=" + seqStack.data[i].Name + ",Age=" + seqStack.data[i].Age);
}

Console.Read();
}
}

#region 学生数据实体
///


/// 学生数据实体
///

public class Student
{
public int ID { get; set; }

public string Name { get; set; }

public int Age { get; set; }
}
#endregion

#region 栈的数据结构
///


/// 栈的数据结构
///

public class SeqStack
{
public T[] data;

///


/// 栈顶指针
///

public int top = -1;

public SeqStack(int lenth)
{
data = new T[lenth];
}
}
#endregion

public class SeqStackClass
{
#region 栈的初始化操作
///


/// 栈的初始化操作
///

///
///
public SeqStack SeqStackInit(int length)
{
SeqStack seqStack = new SeqStack(length);

seqStack.top = -1;

return seqStack;
}
#endregion

#region 判断栈是否为空
///


/// 判断栈是否为空
///

///
///
///
public bool SeqStackIsEmpty(SeqStack seqStack)
{
return seqStack.top == -1;
}
#endregion

#region 清空栈
///


/// 清空栈
///

///
///
public void SeqStackClear(SeqStack seqStack)
{
seqStack.top = -1;
}
#endregion

#region 栈是否已满
///


/// 栈是否已满
///

///
///
public bool SeqStackIsFull(SeqStack seqStack)
{
return seqStack.top == seqStack.data.Length;
}
#endregion

#region 入栈
///


/// 入栈
///

///
///
///
public void SeqStackPush(SeqStack seqStack, T data)
{
if (SeqStackIsFull(seqStack))
throw new Exception("不好意思,栈溢出");

seqStack.data[++seqStack.top] = data;
}
#endregion

#region 出栈
///


/// 出栈
///

///
///
///
public T SeqStackPop(SeqStack seqStack)
{
if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
throw new Exception("呜呜,栈已空");

seqStack.data[seqStack.top] = default(T);

return seqStack.data[--seqStack.top];
}
#endregion

#region 获取栈顶
///


/// 获取栈顶
///

///
///
///
public T SeqStackPeek(SeqStack seqStack)
{
if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
throw new Exception("栈已空");

return seqStack.data[seqStack.top];
}
#endregion

#region 获取栈中元素个数
///


/// 获取栈中元素个数
///

///
///
///
public int SeqStackLen(SeqStack seqStack)
{
return seqStack.top + 1;
}
#endregion
}
}

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