栈的存储结构有顺序栈和链栈两种,其中顺序栈存储结构是基于数组实现的,而链栈则是基于链表实现的。这篇文章主要讨论顺序栈中的简单栈式存储分配过程。
先来看看栈的定义:栈是一种特殊的线性表,它只允许在线性表的一端进行插入和删除操作,这一端被称为栈顶。栈按照后进先出(Last-In-First-Out,LIFO)的原则进行插入和删除操作。在进行栈的存储分配时,需要考虑两个重要的指针:栈底指针和栈顶指针。栈底指针指向栈底元素的位置,而栈顶指针则指向栈顶元素的位置。
假设我们要存储一个包含10个元素的栈,栈中每个元素占用一个int类型的空间。下面我们来分析一下具体的存储分配过程。
1. 初始化栈
在进行存储分配之前,需要先对栈进行初始化,确定栈的大小。在本例中,我们选择使用数组来实现栈的顺序存储,因此需要首先声明一个包含10个int类型元素的数组,然后再初始化栈顶指针和栈底指针。
```
int stack[10]; // 声明一个包含10个元素的数组
int *stack_top; // 栈顶指针
int *stack_bottom; // 栈底指针
// 初始化栈,栈为空
stack_top = stack_bottom = stack;
```
在进行栈的存储分配之前,需要将栈顶指针和栈底指针都指向栈底位置,即数组的第一个位置。此时,栈为空。
2. 插入元素
当我们向栈中插入一个元素时,需要将栈顶指针往上移动一个位置,然后将插入的元素放在这个位置上。
```
*stack_top = 1;
stack_top++;
```
在上面的代码中,我们向栈中插入了一个值为1的元素。首先,将1放在栈顶指针所指向的位置上,然后将栈顶指针往上移动一个位置,因为栈顶指针总是指向栈中最后一个元素的下一个位置。
3. 弹出元素
当我们从栈中弹出一个元素时,需要将栈顶指针往下移动一个位置,然后返回弹出的元素。
```
stack_top--;
int popped = *stack_top;
```
在上面的代码中,我们从栈中弹出了一个元素,并将其赋值给变量popped。首先,将栈顶指针往下移动一个位置,然后返回栈顶指针所指向的元素。
4. 判断栈是否为空
我们可以通过比较栈顶指针和栈底指针来判断栈是否为空。当两个指针相等时,表示栈内没有元素。
```
if (stack_top == stack_bottom) {
printf("The stack is empty.\n");
} else {
printf("The stack is not empty.\n");
}
```
在上面的代码中,我们通过比较栈顶指针和栈底指针来判断栈是否为空。如果两个指针相等,则输出栈为空的消息,否则输出栈非空的消息。
综上所述,栈的存储分配过程包括初始化栈、插入元素、弹出元素和判断栈是否为空等步骤。在进行存储分配之前,需要确定栈的大小和存储结构。在本例中,我们选择使用数组来实现栈的顺序存储。
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