堆栈

堆栈又稱堆疊（stack）在计算机科学中，是一种特殊的链表形式的数据结构，它的特殊之处在于只能允许在链表的一端（称为栈顶，英文为top）进行添加和删除操作。另外堆栈数据结构的实现也可以通过数组来完成。

由于堆栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照先进后出（LIFO-Last In First Out）的原理工作。

堆栈数据结构支持两种基本操作：压栈（push）和弹栈（pop）：

1. 压栈（入栈）：将对象或者数据压入栈中，更新栈顶指针，使其指向最后入栈的对象或数据。
2. 弹栈（出栈）：返回栈顶指向的对象或数据，并从栈中删除该对象或数据，更新栈顶。

[编辑] 顺序栈

/*栈的顺序存储表示 */
#define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存储空间初始分配量 */
#define STACK_INCREMENT 2 /* 存储空间分配增量 */
typedef struct SqStack
{
  SElemType *base; /* 在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL */
  SElemType *top; /* 栈顶指针 */
  int stacksize; /* 当前已分配的存储空间，以元素为单位 */
}SqStack; /* 顺序栈 */

/*顺序栈的基本操作(9个) */
void InitStack(SqStack *S)
{ /* 构造一个空栈S */
  (*S).base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
  if(!(*S).base)
    exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */
  (*S).top=(*S).base;
  (*S).stacksize=STACK_INIT_SIZE;
}

void DestroyStack(SqStack *S)
{ /* 销毁栈S，S不再存在 */
  free((*S).base);
  (*S).base=NULL;
  (*S).top=NULL;
  (*S).stacksize=0;
}

void ClearStack(SqStack *S)
{ /* 把S置为空栈 */
  (*S).top=(*S).base;
}

Status StackEmpty(SqStack S)
{ /* 若栈S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE */
  if(S.top==S.base)
    return TRUE;
  else
    return FALSE;
}

int StackLength(SqStack S)
{ /* 返回S的元素个数，即栈的长度 */
  return S.top-S.base;
}

Status GetTop(SqStack S,SElemType *e)
{ /* 若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR */
  if(S.top>S.base)
  {
    *e=*(S.top-1);
    return OK;
  }
  else
    return ERROR;
}

void Push(SqStack *S,SElemType e)
{ /* 插入元素e为新的栈顶元素 */
  if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize) /* 栈满，追加存储空间 */
  {
    (*S).base=(SElemType *)realloc((*S).base,((*S).stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(SElemType));
    if(!(*S).base)
      exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */
    (*S).top=(*S).base+(*S).stacksize;
    (*S).stacksize+=STACK_INCREMENT;
  }
  *((*S).top)++=e;
}

Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
{ /* 若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR */
  if((*S).top==(*S).base)
    return ERROR;
  *e=*--(*S).top;
  return OK;
}

void StackTraverse(SqStack S,void(*visit)(SElemType))
{ /* 从栈底到栈顶依次对栈中每个元素调用函数visit() */
  while(S.top>S.base)
    visit(*S.base++);
  printf("\n");

[编辑] 链栈

/*链栈的结构定义*/
typedef struct { 
  SLink top; 　 　// 栈顶指针 
  int length; 　 // 栈中元素个数
}Stack;

void InitStack ( Stack &S )
{ 
  // 构造一个空栈 S
  S.top = NULL; 　　// 设栈顶指针的初值为"空" 
  S.length = 0; 　　// 空栈中元素个数为0
} // InitStack
/*能否将链栈中的指针方向反过来，从栈底到栈顶？  
 不行，如果反过来的话，删除栈顶元素时，为修改其前驱指针，需要从栈底一直找到栈顶。*/ 

void Push ( Stack &S, ElemType e )
{
  // 在栈顶之上插入元素 e 为新的栈顶元素
  p = new LNode; 　　// 建新的结点
  if(!p) exit(1);　　// 存储分配失败
  p -> data = e;
  p -> next = S.top;　// 链接到原来的栈顶
  S.top = p; 　　　　// 移动栈顶指针
  ++S.length;　　　　 // 栈的长度增1
} // Push
/*在链栈的类型定义中设立"栈中元素个数"的成员是为了便于求得栈的长度。*/

bool Pop ( Stack &S, SElemType &e )
{ 
  // 若栈不空，则删除S的栈顶元素，用 e 返回其值，
  // 并返回 TRUE；否则返回 FALSE
  if ( !S.top )
    return FALSE; 
    else 
    {
      e = S.top -> data; 　　// 返回栈顶元素 
      q = S.top; 
      S.top = S.top -> next;　// 修改栈顶指针 
      --S.length; 　　　　　 // 栈的长度减1 
      delete q;　　　　　 　// 释放被删除的结点空间
      return TRUE;
    }
} // Pop  

堆栈有时候也常用来指代堆栈段。

[编辑] 参见

• 链表
• 队列
• 数据结构