堆棧
堆棧是一個抽象數據類型(ADT)，在大多數編程語言中常用。它被命名堆，因爲它就像一個現實世界的堆，例如 - 撲克牌板或堆等。
一個真實世界的堆棧允許保存操作僅在一端進行。例如，我們只可以把或從堆棧頂部取出存儲卡或板。同樣地，堆棧ADT允許僅在一端執行所有數據操作。在任何特定時間，我們只能訪問一個堆棧的頂部元素。
這一特點使它成爲後進先出的數據結構。 LIFO表示後進先出。這裏放置（插入或添加）最後元素，在第一次訪問。在堆的術語中，插入操作被稱爲PUSH操作，刪除操作稱爲POP操作。
堆棧表示
如下圖試圖描繪出堆棧及其操作 -
堆棧可通過數組，結構和鏈表來實現。堆棧可以是固定大小或它可動態調整。在這裏，我們要實現使用堆棧數組，這使用的是一個固定大小的堆棧實現。
基本操作
堆棧操作可能涉及初始化堆棧，使用它，然後去對其進行初始化。除了這些基本的東西，堆棧用於以下兩個主要的操作 -
push() − 推（存儲）在棧上的元素。
pop() − 除去（訪問）堆棧上的元素。
當數據被壓入堆棧。
要使用堆棧有效，我們需要檢查棧的情況也是如此。爲了同樣的目的，下面的功能添加到棧 -
peek() − 得到的堆棧頂部的數據元素，但不刪除它。
isFull() − 檢查堆棧是否滿了。
isEmpty() − 檢查堆棧是否爲空的。
在任何時候，我們保持一個指向最後壓入堆棧的數據。這種指針總是代表堆棧的頂部，因此命名爲：top（頂部）。頂部指針提供堆棧頂部的值，但不刪除它。
首先，我們應該瞭解程序，以支持堆棧功能 -
peek()
peek()函數算法
begin procedure peek
return stack[top]
end procedure
peek()函數的 C語言編程實現，如下：
int peek() {
return stack[top];
}
isfull()
isfull()函數算法：
begin procedure isfull
if top equals to MAXSIZE
return true
else
return false
endif
end procedure
isfull()函數的C語言編程實現
bool isfull() {
if(top == MAXSIZE)
return true;
else
return false;
}
isempty()
isEmpty()函數算法
begin procedure isempty
if top less than 1
return true
else
return false
endif
end procedure
isEmpty()函數的 C語言編程實現略有不同。我們初始化頂部值爲 -1, 由於指數數組從0開始。因此，我們檢查如果頂部是小於零或-1，以確定是否堆棧是空的。下面的代碼
bool isempty() {
if(top == -1)
return true;
else
return false;
}
PUSH/推送操作
把一個新的數據元素到堆棧的過程被稱爲推入操作。推操作涉及一系列步驟 -
步驟 1 − 檢查堆棧是否滿了
步驟 2 − 如果堆棧已滿，則產生錯誤並退出
步驟 3 − 如果堆棧未滿，增加頂部指向下一個空的空間
步驟 4 − 添加數據元素堆棧位置，其中指向頂部
步驟 5 − 返回成功
如果鏈表用於實現堆棧，則在步驟3中，我們需要動態分配的空間。
算法PUSH操作
一個簡單的算法推送操作可推導如下 -
begin procedure push: stack, data
if stack is full
return null
endif
top ← top + 1
stack[top] ← data
end procedure
這個算法用C語言來實現，是很容易的。請參見下面的代碼 -
void push(int data) {
if(!isFull()) {
top = top + 1;
stack[top] = data;
}
else {
printf("Could not insert data, Stack is full.\n");
}
}
彈出操作
訪問內容要從堆棧取出，被稱爲彈出操作。在數組實現POP()操作，數據元素實際上未被刪除，而是頂部遞減到一個較低的位置，棧指向下一個值。但在鏈表實現，pop()方法實際上刪除數據元素，並釋放內存空間。
彈出操作可能包括以下步驟 −
步驟 1 − 檢查堆棧是否爲空
步驟 2 − 如果棧爲空，則產生錯誤並退出
步驟 3 − 如果堆棧不空，訪問數據元素是在頂部指向
步驟 4 − 頂部值降低1
步驟 5 − 返回成功
POP算法操作
一個簡單的算法彈出操作可以如下 -
begin procedure pop: stack
if stack is empty
return null
endif
data ← stack[top]
top ← top - 1
return data
end procedure
這個算法的 C語言實現，如下所示 -
int pop(int data) {
if(!isempty()) {
data = stack[top];
top = top - 1;
return data;
}
else {
printf("Could not retrieve data, Stack is empty.\n");
}
}
對於C編程語言的完整堆棧程序，請點擊