【数据结构-栈】对栈的理解逻辑都在这了(图文版)_堆栈逻辑

1.栈（堆栈）简介

2.栈包含的特性以及基本运算

3.基于数组的栈逻辑运算

4.基于链表的栈逻辑运算

1.1栈（堆栈）简介

栈（stack）也被称为堆栈，是一种受限运算的线性表，是一组相同数据类型的组合。它添加和删除元素都被限制在表的一端进行（栈顶端），而另外一端则被称为栈底。

栈中的元素以后进先出（Last In First Out, LIFO）的方式进出栈，它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）.

栈提供了两个主要操作：进栈（push）,即将某个元素添加到栈集合内；出栈（pop），即将最近添加的元素移出栈集合。此外，栈一般具有特定的容量，如果栈中添加的元素总数超过了容量，则将会导致栈处于溢出状态。

栈的实现方式主要有两种：基于数组和链表。它们都提供了统一的接口，即进栈和出栈，唯一的区别就是使用了不同的结构来存储栈元素。

2.1栈的特性

（1）只能从栈的顶端存取数据

（2）数据的存取符合“后进先出”（Last In First Out, LIFO）的原则

2.2栈的基本运算

（1）create:创建一个空栈。

  (2)   push:把数据存入栈顶，并返回新栈。

  (3)   pop:从栈顶弹出新数据，并返回新栈。

  (4)   IsEmpty:判断栈是否为空栈，是返回true,不是返回false。

  (5)   full:判断栈是否已满，是返回true,不是返回false。

3.1基于数组的栈逻辑运算

  首先基于数组的栈的实现方式，该方式包含的三要素分别是数组.栈顶（top）指针和栈操作集。数组用于存放元素，栈顶指针用于指引操作的位置，栈的核心操作为进栈和出栈。此外，栈存放的元素数量不能超过数组的长度。

 3.1.1进栈操作

  现准备对“i”“miss”“you”三个字符串分别进行进栈操作，让我们来看一下整个过程：

（1）“i”进栈后，栈顶指针top右移一个位置，指向索引为1的位置。

（2）“miss”进栈后，栈顶指针top再右移一个位置，指向索引为2的位置。

（3） “you”进栈后，栈顶指针继续向右移动一个位置，指向索引为3的位置。

3.1.2出栈操作

接着我们对栈中的元素进行两次出栈操作：

（1）“you”出栈后，栈顶指针top左移一个位置指向索引为2的位置。 

（2）“miss”出栈后，栈顶指针top再左移一个位置，指向索引为1的位置。 

 

 

4.1基于链表的栈逻辑运算

      下面我们看基于单向链表的栈的实现方式，该方式包含的三要素分别是链表结构、栈顶（top）指针以及栈操作集。链表结构用于存放元素，栈顶指针用于指引操作的位置，栈的核心操作为进栈和出栈。使用链表结构来存放栈元素可以不用担心容量的问题，而基于数组的栈所存放元素的数量则不能超过数组的长度。

        初始时，栈顶指针不指向任何节点，且链表为NULL。

 4.1.1进栈操作

  现准备对“i”“miss”“you”三个字符串分别进行进栈操作，下面让我们来看这个过程：

（1）因为链表为NULL，所以直接创建“i”节点，且栈顶指针指向该节点。

 

（2）创建“miss”节点。

（3）将“miss”节点指向前一个节点，并移动栈顶指针使其指向“miss”节点。

 

（4）创建“you”节点，并将“you”节点指向前一个节点，并移动栈顶指针使其指向“you”节点。

4.1.2出栈操作

  最后我们对栈中的元素进行两次出栈操作：

（1）取出栈顶元素“you”，然后将栈顶指针前移一位。

 

（2）废弃“you”节点。

 

（3）以此类推，第二次出栈操作先取出“miss”节点，然后将栈顶指针前移一位并废弃“miss”节点。