数据结构：顺序栈基本操作（入栈和出栈）C语言详解（转载）by解学武

妖狐艹你老母 2022-11-03 00:53 169阅读 0赞

[本文为解学武教程的免费章节][Link 1]

# 什么是顺序栈 #

> 顺序栈，即用顺序表实现栈存储结构。通过前面的学习我们知道，使用栈存储结构操作数据元素必须遵守 “先进后出” 的原则，本节就  
> “如何使用顺序表模拟栈以及实现对栈中数据的基本操作（出栈和入栈）” 给大家做详细介绍。
> 
> 如果你仔细观察顺序表（底层实现是数组）和栈结构就会发现，它们存储数据的方式高度相似，只不过栈对数据的存取过程有特殊的限制，而顺序表没有。
> 
> 例如，我们先使用顺序表（a 数组）存储 \{1,2,3,4\}，存储状态如图 1 所示：

![在这里插入图片描述][20210226095804638.png]

> 同样，使用栈存储结构存储 \{1,2,3,4\}，其存储状态如图 2 所示

![在这里插入图片描述][20210226095820788.png]

> 通过图 1 和图 2 的对比不难看出，使用顺序表模拟栈结构很简单，只需要将数据从 a 数组下标为 0 的位置依次存储即可。 从数组下标为 0  
> 的模拟栈存储数据是常用的方法，从其他数组下标处存储数据也完全可以，这里只是为了方便初学者理解。

# 入栈操作 #

> 了解了顺序表模拟栈存储数据后，接下来看如何模拟栈中元素出栈的操作。由于栈对存储元素出栈的次序有"先进后出"的要求，如果想将图 1 中存储的元素 1 从栈中取出，需先将元素 4、元素 3 和元素 2 依次从栈中取出。
> 
> 这里给出使用顺序表模拟栈存储结构常用的实现思路，即在顺序表中设定一个实时指向栈顶元素的变量（一般命名为 top），top 初始值为  
> \-1，表示栈中没有存储任何数据元素，及栈是"空栈"。一旦有数据元素进栈，则 top 就做 +1 操作；反之，如果数据元素出栈，top 就做 -1 操作。 顺序栈元素"入栈" 比如，还是模拟栈存储 \{1,2,3,4\} 的过程。最初，栈是"空栈"，即数组是空的，top 值为初始值 -1，如图 3 所示：

![在这里插入图片描述][20210226095934982.png]

> 首先向栈中添加元素 1，我们默认数组下标为 0 一端表示栈底，因此，元素 1 被存储在数组 a\[1\] 处，同时 top 值 +1，如图 4  
> 所示：

![在这里插入图片描述][20210226095955806.png]  
采用以上的方式，依次存储元素 2、3 和 4，最终，top 值变为 3，如图 5 所示  
![在这里插入图片描述][2021022610001973.png]

//元素elem进栈，a为数组，top值为当前栈的栈顶位置
    int push(int* a,int top,int elem){ 
        a[++top]=elem;
        return top;
    }

> 代码中的 a\[++top\]=elem，等价于先执行 ++top，再执行 a\[top\]=elem。

# 顺序栈元素"出栈" #

> 其实，top 变量的设置对模拟数据的 “入栈” 操作没有实际的帮助，它是为实现数据的 “出栈” 操作做准备的。
> 
> 比如，将图 5 中的元素 2 出栈，则需要先将元素 4 和元素 3 依次出栈。需要注意的是，当有数据出栈时，要将 top 做 -1  
> 操作。因此，元素 4 和元素 3 出栈的过程分别如图 6a) 和 6b) 所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3llcmFuYzEzNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

> 注意，图 6 数组中元素的消失仅是为了方便初学者学习，其实，这里只需要对 top 值做 -1 操作即可，因为 top  
> 值本身就表示栈的栈顶位置，因此 top-1 就等同于栈顶元素出栈。并且后期向栈中添加元素时，新元素会存储在类似元素 4  
> 这样的旧元素位置上，将旧元素覆盖。

//数据元素出栈
    int pop(int * a,int top){ 
        if (top==-1) { 
            printf("空栈");
            return -1;
        }
        printf("弹栈元素：%d\n",a[top]);
        top--;
        return top;
    }

> 代码中的 if 语句是为了防止用户做 “栈中已无数据却还要数据出栈” 的错误操作。>代码中，关于对栈中元素出栈操作的实现，只需要 top 值-1 即可。

# 总结 #

> 通过学习顺序表模拟栈中数据入栈和出栈的操作，初学者完成了对顺序栈的学习，这里给出顺序栈及对数据基本操作的 C 语言完整代码：

#include <stdio.h>
    //元素elem进栈
    int push(int* a,int top,int elem){ 
        a[++top]=elem;
        return top;
    }
    //数据元素出栈
    int pop(int * a,int top){ 
        if (top==-1) { 
            printf("空栈");
            return -1;
        }
        printf("弹栈元素：%d\n",a[top]);
        top--;
        return top;
    }
    int main() { 
        int a[100];
        int top=-1;
        top=push(a, top, 1);
        top=push(a, top, 2);
        top=push(a, top, 3);
        top=push(a, top, 4);
        top=pop(a, top);
        top=pop(a, top);
        top=pop(a, top);
        top=pop(a, top);
        top=pop(a, top);
        return 0;
    }

[Link 1]: http://data.biancheng.net/view/170.html
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