定义
栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈,它是把新元素放到栈顶元素的上面,使之成为新的栈顶元素;从一个栈删除元素又称作出栈或退栈,它是把栈顶元素删除掉,使其相邻的元素成为新的栈顶元素。
基本操作
栈的“先进后出”原则
使用栈存储数据元素,对数据元素的“存”和“取”有严格的规定:数据按一定的顺序存储到栈中,当需要调取栈中某数据元素时,需要将在该数据元素之后进栈的先出栈,该数据元素才能从栈中提取出来。
如图,栈中存放了 4 个数据元素,进栈的顺序是 A 先进栈,然后 B 进,然后 C 进,最后 D 进栈;当需要调取 A 时,首先 D 出栈,然后 C 出栈,然后 B 出栈,最后 A 才能出栈被调用。
就好比只有一个门的车库(每次仅允许一辆车通过),每辆车好比一个数据元素,只有离门最近的车先开出来,里边的车才能出来;最里边的车是最先开进去的,注定要最后出来。
栈操作数据元素的方法
栈操作数据元素只有两种动作:
数据元素用栈的数据结构存储起来,称为“入栈”,也叫“压栈”。
数据元素由于某种原因需要从栈结构中提取出来,称为“出栈”,也叫“弹栈”。
栈的“上溢”和“下溢”
栈存储结构调取栈中数据元素时,要避免出现“上溢”和“下溢”的情况:
“上溢”:在栈已经存满数据元素的情况下,如果继续向栈内存入数据,栈存储就会出错。
“下溢”:在栈内为空的状态下,如果对栈继续进行取数据的操作,就会出错。
栈的“上溢”和“下溢”,可以总结为:栈满还存会“上溢”,栈空再取会“下溢”。
对于栈的两种表示方式来说,顺序栈两种情况都有可能发生;而链栈由于“随时需要,随时申请空间”的存储结构,不会出现“上溢”的情况。
栈的两种表示方式
既然栈也是线性表,那么它就同样有线性表的两种表示形式:顺序栈 和 链式栈(简称“链栈”)。
两者的区别在于存储的数据元素在物理结构上是否是相互紧挨着的。顺序栈存储元素预先申请连续的存储单元;链栈需要即申请,数据元素不紧挨着。