C++数据结构之堆栈
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本文主要采用C++实现,而参考资料主要采用python实现,可以相互结合食用。
基础知识
定义
堆栈(Stack):简称为栈。一种线性表数据结构,是一种只允许在表的一端进行插入和删除操作的线性表。
下面这幅图简单的解释了堆栈的原理,后进先出,只有一个出栈口。
堆栈的基本操作
- 初始化空栈:创建一个空栈,定义栈的大小
size
,以及栈顶元素指针top
。 - 判断栈是否为空:当堆栈为空时,返回
True
。当堆栈不为空时,返回False
。一般只用于栈中删除操作和获取当前栈顶元素操作中。 - 判断栈是否已满:当堆栈已满时,返回
True
,当堆栈未满时,返回False
。一般只用于顺序栈中插入元素和获取当前栈顶元素操作中。 - 插入元素(进栈、入栈):相当于在线性表最后元素后面插入一个新的数据元素。并改变栈顶指针
top
的指向位置。 - 删除元素(出栈、退栈):相当于在线性表最后元素后面删除最后一个数据元素。并改变栈顶指针
top
的指向位置。 - 获取栈顶元素:相当于获取线性表中最后一个数据元素。与插入元素、删除元素不同的是,该操作并不改变栈顶指针
top
的指向位置。
堆栈的顺序存储与链式存储
- 「顺序栈」:即堆栈的顺序存储结构。利用一组地址连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的元素,同时使用指针
top
指示栈顶元素在顺序栈中的位置。 - 「链式栈」:即堆栈的链式存储结构。利用单链表的方式来实现堆栈。栈中元素按照插入顺序依次插入到链表的第一个节点之前,并使用栈顶指针
top
指示栈顶元素,top
永远指向链表的头节点位置。
最后是通过C++实现
C++数据结构之顺序栈
C++数据结构之链式栈
单调栈
单调栈(Monotone Stack):一种特殊的栈。在栈的「先进后出」规则基础上,要求「从 栈顶 到 栈底 的元素是单调递增(或者单调递减)」。其中满足从栈顶到栈底的元素是单调递增的栈,叫做「单调递增栈」。满足从栈顶到栈底的元素是单调递减的栈,叫做「单调递减栈」。
感觉和汉诺塔很像。
逆波兰算法
逆波兰式(Reverse Polish Notation,RPN,或逆波兰记法),也叫后缀表达式(将运算符写在操作数之后)。
逆波兰算法是典型的使用了栈结构,具体情况可以通过上述链接进入。
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