栈的重点是掌握栈和在两种存储结构(顺序存储结构和链式存储结构)上实现的基本运算及其应用。
栈的逻辑结构、存储结构
栈的逻辑结构和我们先前学过的线性表相同,如果它是非空的,则有且只有一个开始结点,有且只能有一个终端结点,其它的结点前后所相邻的也只能是一个结点(直接前趋和直接后继),但是栈的运算规则与线性表相比有更多的限制,栈(Stack)是仅限制在表的一端进行插入和删除运算的线性表。通常称插入、删除这一端为栈顶,另一端称为栈底。表中无元素时为空栈。栈的修改是按后进先出的原则进行的,我们又称栈为LIFO表(Last In First Out)。栈的基本运算有六种:构造空栈、判栈空、判栈满、进栈、退栈、取栈顶元素。由于栈也是线性表,因此线性表的存储结构对栈也适用,通常栈有顺序栈和链栈两种存储结构,这两种存储结构的不同,则使得实现栈的基本运算的算法也有所不同。
顺序栈和链栈
在顺序栈中有"上溢"和"下溢"的概念。顺序栈好比一个有盖的盒子,我们在里头放了一叠书,但我们要用书的时候只能从第一本开始拿(是不是有点麻烦),那么当我们把书本放到这个栈中超过盒子的顶部时就放不下了(否则盒子的盖子就盖不上了),这时就是"上溢","上溢"也就是栈顶指针指出栈的外面,显然是出错了。反之,当栈中已没有书时,我们再去拿,看看没书,把盒子拎起来看看盒底,还是没有,这就是"下溢"。"下溢"本身可以表示栈为空栈,因此可以用它来作为控制转移的条件。
链栈则没有上溢的限制,它就象是一条一头固定的链子,可以在活动的一头自由地增加链环(结点)而不会溢出,链栈不需要在头部附加头结点,因为栈都是在头部进行操作的,如果加了头结点,等于要在头结点之后的结点进行操作,反而使算法更复杂,所以只要有链表的头指针就可以了。
以上两种存储结构的栈的基本操作算法是不同的,我们主要要学会进栈和退栈的基本算法以解决简单的应用问题。
例:链栈中为何不设置头结点?
解答:链栈不需要在头部附加头结点,因为栈都是在头部进行操作的,如果加了头结点,等于要对头结点之后的结点进行操作,反而使算法更复杂,所以只要有链表的头指针就可以了。
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