堆栈原理与C++实现

堆栈原理与C++实现

作者:思诺游戏网 / 发布时间:2025-07-14 12:23:28 / 阅读数量:0

什么是堆栈(Stack)?

堆栈原理与C++实现

堆栈是一种遵循后进先出(LIFO)原则的数据结构,支持两种核心操作:

1.压栈(Push):将元素添加到栈顶

2.弹栈(Pop):移除栈顶元素

C++实现堆栈的3种方式

1.数组实现

``cpp

define MAX 1000

class Stack {

int top;

public:

int a[MAX];

Stack { top = -1; }

bool push(int x) {

if (top >= MAX-1) return false;

a[++top] = x;

return true;

int pop {

if (top< 0) return 0;

return a[top--];

};

`

2.链表实现

`cpp

struct Node {

int data;

Node next;

Node(int val) : data(val), next(nullptr) {}

};

class Stack {

Node top;

public:

void push(int val) {

Node temp = new Node(val);

temp->next = top;

top = temp;

void pop {

if (!top) return;

Node temp = top;

top = top->next;

delete temp;

};

`

3.STL标准库(推荐)

`cpp

include

std::stack stk;

// 基本操作

stk.push(10); // 压栈

stk.pop; // 弹栈(需先检查空栈)

int top = stk.top; // 获取栈顶

bool isEmpty = stk.empty; // 判空

`

堆栈的典型应用场景

  • 函数调用时的内存管理
  • 撤销操作(CTRL+Z)的历史记录
  • 括号匹配校验
  • 表达式求值(后缀表达式)
  • 常见问题解决方案

    1.栈溢出

    通过动态扩容(如STL实现)或预先分配足够空间

    2.空栈访问

    调用top或pop前检查是否为空:

    `cpp

    if (!stk.empty) {

    stk.pop;

    ``

    3.性能优化

  • 优先选用STL(时间复杂度O(1))
  • 避免频繁的小数据压栈操作
  • 选择建议

  • 学习目的:手动实现理解原理
  • 生产环境:直接使用STL stack
  • 特殊需求(如内存限制):自定义数组/链表实现
  • 掌握堆栈的底层逻辑和STL的高效用法,能显著提升算法实现和系统设计的代码质量。

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