c++实现顺序栈函数的算法
时间: 2025-05-20 10:29:32 浏览: 15
### C++ 实现顺序栈的数据结构与算法
顺序栈是一种基于数组的线性数据结构,其特点是仅在一端(称为栈顶)进行插入和删除操作。以下是使用 C++ 编写顺序栈的具体实现方法。
#### 1. 结构定义
首先定义一个 `SeqStack` 类型来表示顺序栈。该类型包含以下几个成员:
- `ElemType data[MaxSize]`:用于存储栈中元素的一维数组。
- `int top`:记录当前栈顶位置的索引值,初始值为 `-1` 表示栈为空。
```cpp
#define MaxSize 100 // 定义最大容量
typedef struct {
int data[MaxSize]; // 存储栈中元素的数组
int top; // 栈顶指针
} SeqStack;
```
#### 2. 初始化函数
初始化函数负责将栈顶指针置为 `-1`,表明此时栈为空。
```cpp
void InitStack(SeqStack *S) {
S->top = -1; // 初始状态下,栈顶指针设为 -1
}
```
#### 3. 判空函数
判断栈是否为空,当 `top == -1` 时返回真。
```cpp
bool IsEmpty(SeqStack *S) {
return (S->top == -1); // 若栈顶指针等于 -1,则栈为空
}
```
#### 4. 进栈(Push)
向栈中压入一个新的元素。如果栈未满,则增加栈顶指针并将新元素放入;否则报告错误。
```cpp
bool Push(SeqStack *S, int x) {
if (S->top >= MaxSize - 1) { // 检测栈是否已满
cout << "Error: Stack Overflow" << endl;
return false;
}
S->data[++(S->top)] = x; // 栈顶指针加一后赋值
return true;
}
```
#### 5. 出栈(Pop)
从栈中弹出最上面的一个元素。如果栈非空,则取出栈顶元素并使栈顶指针减一;否则报告错误。
```cpp
bool Pop(SeqStack *S, int &x) {
if (IsEmpty(S)) { // 检查栈是否为空
cout << "Error: Stack Underflow" << endl;
return false;
}
x = S->data[(S->top)--]; // 获取栈顶元素并将栈顶指针减一
return true;
}
```
#### 6. 获取栈顶元素
如果不改变栈的状态只想查看栈顶元素的内容,可提供此功能。
```cpp
int GetTop(SeqStack *S) {
if (IsEmpty(S)) { // 确认栈不为空
cout << "Error: Empty Stack" << endl;
exit(-1);
}
return S->data[S->top]; // 返回栈顶元素
}
```
以上就是用 C++ 实现顺序栈的核心代码片段[^1]。
---
### 示例程序
下面给出完整的测试程序演示如何使用这些基本操作:
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
// 上述定义省略...
int main() {
SeqStack S;
InitStack(&S);
Push(&S, 10);
Push(&S, 20);
Push(&S, 30);
int value;
while (!IsEmpty(&S)) {
Pop(&S, value);
cout << "Popped element: " << value << endl;
}
return 0;
}
```
运行结果将会依次打印出 `30`, `20`, `10` 的出栈序列[^2]。
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### 总结
通过上述分析可以看出,顺序栈作为一种基础但重要的数据结构,在实际开发中有广泛应用价值。无论是简单的算术表达式求值还是复杂的编译器语法分析等领域都能见到它的身影[^3]。
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