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链式栈和线性栈

ai 2025/7/20 21:46:08

‌1. 线性栈（顺序栈）‌

‌结构定义‌：

#include <iostream>
using namespace std;#define MAX_SIZE 100  // 预定义最大容量// 线性栈结构体
typedef struct {int* data;        // 存储数据的数组int top;          // 栈顶指针（初始化为-1）int capacity;     // 当前栈的最大容量
} SeqStack;// 初始化栈
void InitSeqStack(SeqStack& S) {S.data = new int[MAX_SIZE];S.top = -1;S.capacity = MAX_SIZE;
}// 销毁栈（释放内存）
void DestroySeqStack(SeqStack& S) {delete[] S.data;S.top = -1;S.capacity = 0;
}

‌常见操作‌：

// 入栈
bool PushSeqStack(SeqStack& S, int x) {if (S.top == S.capacity - 1) {// 栈满时自动扩容（示例中扩容为原大小的2倍）int newCapacity = S.capacity * 2;int* newData = new int[newCapacity];for (int i = 0; i <= S.top; i++) {newData[i] = S.data[i];}delete[] S.data;S.data = newData;S.capacity = newCapacity;}S.data[++S.top] = x;  // 栈顶指针先增1，再赋值return true;
}// 出栈
bool PopSeqStack(SeqStack& S, int& x) {if (S.top == -1) {cout << "栈空，无法出栈！" << endl;return false;}x = S.data[S.top--];  // 先取栈顶元素，再减1return true;
}// 取栈顶元素
bool GetTopSeqStack(SeqStack& S, int& x) {if (S.top == -1) return false;x = S.data[S.top];return true;
}// 判空
bool IsEmptySeqStack(SeqStack& S) {return S.top == -1;
}

‌2. 链栈‌

‌结构定义‌：

#include <iostream>
using namespace std;// 链栈节点结构体
typedef struct LinkNode {int data;struct LinkNode* next;
} LinkNode;// 链栈结构体（通过头指针管理）
typedef struct {LinkNode* top;   // 栈顶指针
} LinkStack;// 初始化栈
void InitLinkStack(LinkStack& S) {S.top = NULL;    // 初始化为空栈
}// 销毁栈（释放所有节点）
void DestroyLinkStack(LinkStack& S) {LinkNode* p = S.top;while (p) {LinkNode* tmp = p;p = p->next;delete tmp;}S.top = NULL;
}

‌常见操作‌：

// 入栈
bool PushLinkStack(LinkStack& S, int x) {LinkNode* newNode = new LinkNode;if (!newNode) {cout << "内存分配失败！" << endl;return false;}newNode->data = x;newNode->next = S.top;  // 新节点指向原栈顶S.top = newNode;        // 更新栈顶指针return true;
}// 出栈
bool PopLinkStack(LinkStack& S, int& x) {if (!S.top) {cout << "栈空，无法出栈！" << endl;return false;}LinkNode* tmp = S.top;    // 保存栈顶节点x = tmp->data;           // 取栈顶数据S.top = S.top->next;     // 更新栈顶指针delete tmp;              // 释放旧栈顶节点return true;
}// 取栈顶元素
bool GetTopLinkStack(LinkStack& S, int& x) {if (!S.top) return false;x = S.top->data;return true;
}// 判空
bool IsEmptyLinkStack(LinkStack& S) {return S.top == NULL;
}

‌3. 对比总结‌

‌特性‌	‌线性栈（顺序栈）‌	‌链栈‌
‌存储结构‌	数组（连续内存）	链表（离散内存）
‌内存分配‌	静态预分配（可动态扩容）	动态分配节点（按需增减）
‌入栈操作‌	`data[++top] = x`（可能需扩容）	创建新节点并调整指针
‌出栈操作‌	`top--`（无需释放内存）	释放节点内存
‌空间复杂度‌	O(n)O(n)（预分配空间）	O(n)O(n)（每个节点含指针域）
‌内存管理‌	整体一次性分配/释放	逐个节点分配/释放
‌适用场景‌	数据量固定或可预估	数据量动态变化，内存需求不确定