为了账号安全,请及时绑定邮箱和手机立即绑定

数据结构C#版堆栈(Stack)

标签:
C#

堆栈(Stack)最明显的特征就是“先进后出”,本质上讲堆栈也是一种线性结构,符合线性结构的基本特点:即每个节点有且只有一个前驱节点和一个后续节点。

相对前面学习过的顺序表、链表不同的地方在于:Stack把所有操作限制在"只能在线性结构的某一端"进行,而不能在中间插入或删除元素。下面是示意图:


从示意图中可以看出,堆栈有二种实现方式:基于数组的顺序堆栈实现、类似链表的链式堆栈实现

先抽象堆栈的接口IStack:

namespace 栈与队列
{
    public interface IStack<T>
    {
        /// <summary>
        /// 返回堆栈的实际元素个数
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        int Count();
 
        /// <summary>
        /// 判断堆栈是否为空
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        bool IsEmpty();
 
        /// <summary>
        /// 清空堆栈里的元素
        /// </summary>
        void Clear();
 
        /// <summary>
        /// 入栈:将元素压入堆栈中
        /// </summary>
        /// <param name="item"></param>
        void Push(T item);
 
        /// <summary>
        /// 出栈:从堆栈顶取一个元素,并从堆栈中删除
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        T Pop();
 
        /// <summary>
        /// 取堆栈顶部的元素(但不删除)
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        T Peek();
    }
}

顺序堆栈(SeqStack)的实现:

using System;
using System.Text;
 
namespace 栈与队列
{
    public class SeqStack<T>:IStack<T>
    {
        private int maxsize;
        private T[] data;
        private int top;        
 
 
        public SeqStack(int size) 
        {
            data = new T[size];
            maxsize = size;
            top = -1;
        }
 
        #region //接口实现部分
        public int Count() 
        {
            return top + 1;
        }
 
        public void Clear() 
        {
            top = -1;
        }
 
        public bool IsEmpty() 
        {
            return top == -1;
        }
 
        public void Push(T item)
        {
            if (IsFull())
            {
                Console.WriteLine("Stack is full");
                return;
            }
            data[++top] = item;
        }
 
 
        public T Pop()
        {
            T tmp = default(T);
            if (IsEmpty())
            {
                Console.WriteLine("Stack is empty");
                return tmp;
            }
            tmp = data[top];
            top--;
            return tmp;
        }
 
        public T Peek()
        {
            if (IsEmpty())
            {
                Console.WriteLine("Stack is empty!");
                return default(T);
            }
            return data[top];
        }
        #endregion
 
        public bool IsFull() 
        {
            return top == maxsize - 1;
        }
 
 
        public override string ToString()
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int i = top;i>=0;i--)
            {
                sb.Append(data[i] + ",");
            }
            return sb.ToString().Trim(',');
        }        
 
    }
}

链式堆栈(LinkStack)的实现

先定义节点Node.cs

namespace 栈与队列
{
    public class Node<T>
    {
        private T data;
 
        private Node<T> next;
 
        public Node(T data, Node<T> next) 
        {
            this.data = data;
            this.next = next;
        }
 
        public Node(Node<T> next) 
        {
            this.next = next;
            this.data = default(T);
             
        }
 
        public Node(T data) 
        {
            this.data = data;
            this.next = null;
        }
 
        public Node() 
        {
            this.data = default(T);
            this.next = null;
        }
 
        public T Data {
            get { return this.data; }
            set { this.data = value; }
        }
 
        public Node<T> Next 
        {
            get { return next; }
            set { next = value; }
        }
    }
}

下面是LinkStack.cs

using System;
using System.Text;
 
namespace 栈与队列
{
    public class LinkStack<T>:IStack<T>
    {
 
        private Node<T> top;
        private int num;//节点个数
     
        /// <summary>
        /// 顶部节点
        /// </summary>
        public Node<T> Top 
        {
            get { return top; }
            set { top = value; }
        }
        
 
        public LinkStack() 
        {
            top = null;
            num = 0;
        }
 
        public int Count() 
        {
            return num;
        }
 
        public void Clear() 
        {
            top = null;
            num = 0;
        }
 
        public bool IsEmpty() 
        {
            if (top == null && num == 0)
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
 
        public void Push(T item) 
        {
            Node<T> q = new Node<T>(item);
            if (top == null)
            {
                top = q;
            }
            else
            {
                q.Next = top;
                top = q;
            }
            num++;
        }
 
        public T Pop() 
        {
            if (IsEmpty()) 
            {
                Console.WriteLine("Stack is empty!");
                return default(T);
            }
            Node<T> p = top;
            top = top.Next;
            num--;
 
            return p.Data;
        }
 
        public T Peek() 
        {
            if (IsEmpty()) 
            {
                Console.WriteLine("Stack is empty!");
                return default(T);
            }
            return top.Data;
        }
 
 
        public override string ToString()
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            if (top != null) 
            {
                sb.Append(top.Data.ToString() + ",");
                Node<T> p = top;
                while (p.Next != null)
                {                    
                    sb.Append(p.Next.Data.ToString()+ ",");
                    p = p.Next;
                }
            }
 
            return sb.ToString();
        }
    }
}

测试代码片段:

Console.WriteLine("顺序堆栈测试开始...");
SeqStack<int> seqStack = new SeqStack<int>(10);
seqStack.Push(1);
seqStack.Push(2);
seqStack.Push(3);
 
Console.WriteLine(seqStack);
Console.WriteLine(seqStack.Peek());
Console.WriteLine(seqStack);
Console.WriteLine(seqStack.Pop());
Console.WriteLine(seqStack);
 
Console.WriteLine("链堆栈测试开始...");
LinkStack<int> linkStack = new LinkStack<int>();
linkStack.Push(1);
linkStack.Push(2);
linkStack.Push(3);
 
Console.WriteLine(linkStack);
Console.WriteLine(linkStack.Peek());
Console.WriteLine(linkStack);
Console.WriteLine(linkStack.Pop());
Console.WriteLine(linkStack);
 
Console.ReadLine();

.Net中System.Collections.Generic.Stack<T>已经提供了堆栈的基本实现,明白原理后,仍然推荐大家使用内置的实现。

点击查看更多内容
TA 点赞

若觉得本文不错,就分享一下吧!

评论

作者其他优质文章

正在加载中
  • 推荐
  • 评论
  • 收藏
  • 共同学习,写下你的评论
感谢您的支持,我会继续努力的~
扫码打赏,你说多少就多少
赞赏金额会直接到老师账户
支付方式
打开微信扫一扫,即可进行扫码打赏哦
今天注册有机会得

100积分直接送

付费专栏免费学

大额优惠券免费领

立即参与 放弃机会
意见反馈 帮助中心 APP下载
官方微信

举报

0/150
提交
取消