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算法系列15天速成 第十天 棧

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一: 概念

         棧,同樣是一種特殊的線性表,是一種Last In First Out(LIFO)的形式,現實中有很多這樣的例子,

     比如:食堂中的一疊盤子,我們只能從頂端一個一個的取。

 

二:存儲結構

        ”棧“不像”隊列“,需要兩個指針來維護,棧只需要一個指針就夠了,這得益于棧是一種一端受限的線性表。

      這里同樣用”順序結構“來存儲這個”棧“,top指針指向棧頂,所有的操作只能在top處。

         

代碼段:

復制代碼 代碼如下:

#region 棧的數據結構
    /// summary>
/// 棧的數據結構
/// /summary>
    public class SeqStackT>
    {
        public T[] data;

        /// summary>
/// 棧頂指針
/// /summary>
        public int top = -1;

        public SeqStack(int lenth)
        {
            data = new T[lenth];
        }
    }
    #endregion


三:常用操作

        棧的操作有:①初始化棧,②入棧,③出棧,④獲取棧頂。

1: 初始化棧

        這個還是比較簡單的,初始化棧時,設置默認top指針為-1,這個就不用圖來展示了。

代碼段:

復制代碼 代碼如下:

#region 棧的初始化操作
        /// summary>
/// 棧的初始化操作
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// returns>/returns>
        public SeqStackT> SeqStackInitT>(int length)
        {
            SeqStackT> seqStack = new SeqStackT>(length);

            seqStack.top = -1;

            return seqStack;
        }
        #endregion

2:入棧

       這個操作主要就是做兩件事情:① 將元素從棧頂壓入,② top指針自增。


代碼段:

復制代碼 代碼如下:

#region 入棧
        /// summary>
/// 入棧
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// param name="data">/param>
        public void SeqStackPushT>(SeqStackT> seqStack, T data)
        {
            if (SeqStackIsFull(seqStack))
                throw new Exception("不好意思,棧溢出");

            seqStack.data[++seqStack.top] = data;
        }
        #endregion

3:出棧

      同樣跟“入棧”類似,需要做兩件事情,①干掉top處的元素,②top指針自減。

代碼段

復制代碼 代碼如下:

#region 出棧
        /// summary>
/// 出棧
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// returns>/returns>
        public T SeqStackPopT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
                throw new Exception("嗚嗚,棧已空");

            seqStack.data[seqStack.top] = default(T);

            return seqStack.data[--seqStack.top];
        }
        #endregion

4:獲取棧頂元素

      這個很簡單,跟“出棧”唯一不同的是不破壞棧頂元素,只是翻出來看看而已。

代碼段

復制代碼 代碼如下:

#region 獲取棧頂
        /// summary>
/// 獲取棧頂
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// returns>/returns>
        public T SeqStackPeekT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
                throw new Exception("棧已空");

            return seqStack.data[seqStack.top];
        }
        #endregion

總的運行代碼如下

復制代碼 代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace SeqStack
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            SeqStackClass stackManager = new SeqStackClass();

            SeqStackStudent> seqStack = stackManager.SeqStackInitStudent>(10);

            Console.WriteLine("********************  壓入ID=1,ID=2,ID=3的元素  ***********************\n");
            //壓入ID=1,ID=2,ID=3的元素
            stackManager.SeqStackPush(seqStack, new Student() { ID = 1, Name = "一線碼農", Age = 23 });
            stackManager.SeqStackPush(seqStack, new Student() { ID = 2, Name = "huangxincheng520", Age = 23 });
            stackManager.SeqStackPush(seqStack, new Student() { ID = 3, Name = "51cto", Age = 23 });

            Console.WriteLine(".... 壓入成功,當前棧中元素有:" + stackManager.SeqStackLen(seqStack) + "個");

            Console.WriteLine("\n******************  查看棧頂元素  ********************");

            var result = stackManager.SeqStackPeek(seqStack);

            Console.WriteLine("棧頂元素為:ID=" + result.ID + ",Name=" + result.Name + ",Age=" + result.Age);

            Console.WriteLine("\n********************  彈出棧頂元素  ***********************");

            stackManager.SeqStackPop(seqStack);

            Console.WriteLine("\n******************  查看棧中的元素  ********************");

            for (int i = 0; i stackManager.SeqStackLen(seqStack); i++)
            {
                Console.WriteLine("棧頂元素為:ID=" + seqStack.data[i].ID + ",Name=" + seqStack.data[i].Name + ",Age=" + seqStack.data[i].Age);
            }

            Console.Read();
        }
    }

    #region 學生數據實體
    /// summary>
/// 學生數據實體
/// /summary>
    public class Student
    {
        public int ID { get; set; }

        public string Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }
    }
    #endregion

    #region 棧的數據結構
    /// summary>
/// 棧的數據結構
/// /summary>
    public class SeqStackT>
    {
        public T[] data;

        /// summary>
/// 棧頂指針
/// /summary>
        public int top = -1;

        public SeqStack(int lenth)
        {
            data = new T[lenth];
        }
    }
    #endregion

    public class SeqStackClass
    {
        #region 棧的初始化操作
        /// summary>
/// 棧的初始化操作
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// returns>/returns>
        public SeqStackT> SeqStackInitT>(int length)
        {
            SeqStackT> seqStack = new SeqStackT>(length);

            seqStack.top = -1;

            return seqStack;
        }
        #endregion

        #region 判斷棧是否為空
        /// summary>
/// 判斷棧是否為空
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// returns>/returns>
        public bool SeqStackIsEmptyT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            return seqStack.top == -1;
        }
        #endregion

        #region 清空棧
        /// summary>
/// 清空棧
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
        public void SeqStackClearT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            seqStack.top = -1;
        }
        #endregion

        #region 棧是否已滿
        /// summary>
/// 棧是否已滿
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
        public bool SeqStackIsFullT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            return seqStack.top == seqStack.data.Length;
        }
        #endregion

        #region 入棧
        /// summary>
/// 入棧
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// param name="data">/param>
        public void SeqStackPushT>(SeqStackT> seqStack, T data)
        {
            if (SeqStackIsFull(seqStack))
                throw new Exception("不好意思,棧溢出");

            seqStack.data[++seqStack.top] = data;
        }
        #endregion

        #region 出棧
        /// summary>
/// 出棧
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// returns>/returns>
        public T SeqStackPopT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
                throw new Exception("嗚嗚,棧已空");

            seqStack.data[seqStack.top] = default(T);

            return seqStack.data[--seqStack.top];
        }
        #endregion

        #region 獲取棧頂
        /// summary>
/// 獲取棧頂
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// returns>/returns>
        public T SeqStackPeekT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            if (SeqStackIsEmpty(seqStack))
                throw new Exception("棧已空");

            return seqStack.data[seqStack.top];
        }
        #endregion

        #region 獲取棧中元素個數
        /// summary>
/// 獲取棧中元素個數
/// /summary>
/// typeparam name="T">/typeparam>
/// param name="seqStack">/param>
/// returns>/returns>
        public int SeqStackLenT>(SeqStackT> seqStack)
        {
            return seqStack.top + 1;
        }
        #endregion
    }
}



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