資料結構，資料結構與演算法

資料結構，資料結構與演算法
棧的鏈式儲存

1 棧的鏈式表示
棧的鏈式儲存結構稱為鏈棧，是運算受限的單鏈表。其插入和刪除操作只能在表頭位置上進行。因此，鏈棧沒有必要像單鏈表那樣附加頭結點，棧頂指標top就是鏈表的頭指標。圖3-4是棧的鏈式儲存表示形式。

鏈棧的結點類型說明如下：typedef  struct  Snode{  ElemType   data ;struct Snode  *next ;} SNode, *Link_Stack ;

鏈棧基本操作的實現

2  鏈棧基本操作的實現(1) 棧的初始化SNode *Init_Link_Stack(void){  SNode *top ;top=(SNode *)malloc(sizeof(SNode)) ;if(top==NULL)   return ERROR;else{   top->next=NULL ;      return(top) ;}}

(2)  壓棧(元素進棧)Status push(SNode *top , ElemType  e){   SNode *p ;p=(SNode *)malloc(sizeof(SNode)) ; if (!p)  return  ERROR; /*  申請新結點失敗，返回錯誤標誌 */p->data=e ; p->next=top->next  ; top->next=p ;    /*  鉤鏈  */return OK;}注意：1、與頭插入法建立鏈表類似 2、此處top結點的資料域不放資料，也可設定成存放資料，程式如何改？

(3)  彈棧(元素出棧)ElemType pop(SNode *top )/*  將棧頂元素出棧  */{   SNode *p ;ElemType  e ;if  (top->next==NULL )return ERROR ;    /*  棧空，返回錯誤標誌    */p=top->next ; e=p->data ;    /*  取棧頂元素  */top->next=p->next ;     /*  修改棧頂指標  */free(p) ; return OK ;}

輸出棧中元素

void print(SqStack *S){       int c;    cout<<"輸出棧中元素"<<endl;    for( c=S.top--;c>=0;c--)    {        cout<<S.bottom[c]<<endl;    }}

棧與遞迴調用的實現

棧的另一個重要應用是在程式設計語言中實現遞迴調用。遞迴調用：一個函數(或過程)直接或間接地調用自己本身，簡稱遞迴(Recursive)。遞迴是程式設計中的一個強有力的工具。因為遞迴函式結構清晰，程式易讀，正確性很容易得到證明。為了使遞迴調用不至於無終止地進行下去，實際上有效遞迴調用函數(或過程)應包括兩部分：遞推規則(方法)，終止條件。

系統實現遞迴需要一個系統棧 (遞迴工作棧) ，用於在程式運行時處理函數調用。
系統棧是一塊特殊的儲存區。當一個函數被調用時，系統建立一個工作記錄，稱為棧楨(stack frame)，並將其置於棧頂。
初始時只包括返回地址和指向上一棧的指標。
當該函數調用另一個函數時，該函數的局部變數、參數將加到它的棧楨中。
一個函數運行結束，將從棧中刪除它的棧楨，程式控制返回原調用函數繼續執行下去。

從被調函數返回調用函數的一般步驟
若棧為空白，則執行正常返回。
否則，從棧頂彈出一個工作記錄，將“工作記錄”中的參數值、局部變數值賦給相應的變數；。
讀取返回地址，將函數值賦給相應的變數。
轉移到返回地址。

遞迴演算法的優缺點

優點
程式非常簡潔而清晰，並且易於分析，可讀性較強。
缺點
費空間：系統實現遞迴需要一個系統棧，用於在程式已耗用時間處理函數調用。
費時：局部變數、形式參數和返回地址的進棧、出棧以及參數的傳遞需要費時，而且遞迴中的重複計算也很浪費時間。