数据结构中的栈是什么

举一个简单的例子：在往箱子里面放衣物的时候，放在最上面的衣物总是我们最后放上去的；而当我们从箱子里取出衣物的时候，总是最先拿出上面的。这就是现实生活中的栈。

准确的讲，栈就是一种可以实现“先进后出(或者叫后进先出)”的存储结构。

学过数据结构的人都知道：栈可以用两种方式来实现，一种方法是用数组实现栈，这种栈成为静态栈；另外一种方法是用链表实现栈，这种栈叫做动态栈。

栈中通常存放着程序的局部变量等。栈通常有出栈和入栈操作。

栈的结构

空栈的结构：【其实就是栈顶和栈顶都指向一个无用的头结点】

存有结点的栈结构：【栈顶指针指向栈顶结点，栈底指针指向头结点】

栈的实现

下面是用C实现的一个栈结构的源码及详细注释：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<malloc.h>//定义结点结构体typedef struct Node{ int data; //内容 struct Node * pNext; //指向下一结点的指针} NODE, * PNODE; //NODE等价于struct Node, PNODE等价于struct Node *//定义栈的结构体typedef struct Stack{ PNODE pTop; //栈顶结点 PNODE pBottom; //栈底结点} STACK, * PSTACK; //STACK等价于struct Stack, PSTACK等价于struct Stack *//函数声明void initStack(PSTACK pStack); //对栈进行初始化的函数void pushStack(PSTACK pStack, int val); //入栈的函数bool popStack(PSTACK pStack, int * pVal);//出栈的函数，*pVal用来保存出栈的元素内容void traverseStack(PSTACK pStack); //遍历栈的函数bool isEmpty(PSTACK pStack); //判断栈是否为空的函数void clearStack(PSTACK pStack); //清空栈的函数int main(void){ STACK stack; //定义一个栈变量,STACK等价于struct Stack int val; //用来保存出栈的内容 initStack(&stack); //调用栈的初始化函数 pushStack(&stack, 10); //调用入栈的函数 pushStack(&stack, 20); pushStack(&stack, 30); pushStack(&stack, 50); traverseStack(&stack); //调用遍历栈的函数 //调用出栈的函数 if(popStack(&stack, &val)) printf("出栈成功，出栈的元素值为：%d\n", val); else printf(" 出栈失败!"); //调用清空栈的函数 clearStack(&stack); traverseStack(&stack); //调用遍历栈的函数 system("pause"); return 0;}void initStack(PSTACK pStack){ //创建一个空结点，让pTop指向它 pStack->pTop = (PNODE)malloc(sizeof(NODE)); if(NULL != pStack->pTop) { //将pBottom也指向空节点 pStack->pBottom = pStack->pTop; //清空空结点的指针域 pStack->pTop->pNext = NULL; } else //如果内存分配失败 { printf("内存分配失败!程序退出!\n"); exit(-1); } return;}void pushStack(PSTACK pStack, int val){ //动态创建一个新结点 PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE)); //设置新结点的数据域的值 pNew->data = val; //将新结点的指针域指向之前建的空节点 pNew->pNext = pStack->pTop; //pStack->pTop不能换成pStack->pBottom //pTop指向新的结点 pStack->pTop = pNew; return;}bool popStack(PSTACK pStack, int * pVal){ if(isEmpty(pStack)) { return false; } else { //先保存栈顶元素的地址，然后将pTop指向下一元素,最后释放之前栈顶元素的内存 PNODE rNode = pStack->pTop; *pVal = rNode->data; pStack->pTop = rNode->pNext; free(rNode); rNode = NULL; return true; }}void traverseStack(PSTACK pStack){ //将栈顶赋给一个临时结点,因为在遍历栈的时候不能销毁栈 PNODE pNode = pStack->pTop; //循环遍历栈,直到栈底 while(pStack->pBottom != pNode ) { printf("%d ", pNode->data); pNode = pNode->pNext; } printf("\n"); return;}bool isEmpty(PSTACK pStack){ if(pStack->pTop == pStack->pBottom) return true; else return false;}void clearStack(PSTACK pStack){ //栈为空，则退出该函数 if(isEmpty(pStack)) { return; } else { //两个结点指针变量用来释放栈中元素的内存 PNODE p = pStack->pTop; PNODE q = NULL; //循环释放内存 while(p != pStack->pBottom) { q = p->pNext; free(p); p = q; } //将栈顶和栈底指向同一个指针域为空的结点 pStack->pTop = pStack->pBottom; return; }}

栈的典型应用

生产消费模型常用栈来实现。生产者生产的东西都放入栈中，然后消费者从栈中依次取出东西，当栈顶和栈底指向都指向首结点时，生产的东西就被消耗光了。

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