使用数组实现栈

2025 年 4 月 21 日 | 阅读 4 分钟

在数组实现中，堆栈是使用数组形成的。所有关于堆栈的操作都使用数组进行。让我们看看如何在数组数据结构中使用堆栈实现每个操作。

将元素添加到堆栈（push操作）

将元素添加到堆栈顶部称为push操作。Push操作涉及以下两个步骤。

递增变量Top，使其现在可以指向下一个内存位置。
在递增的Top位置添加元素。这被称为在堆栈顶部添加新元素。

当我们尝试向完全填充的堆栈中插入元素时，堆栈会溢出，因此，我们的主函数必须始终避免堆栈溢出条件。

算法

begin 
	if top = n then stack full 
	top = top + 1
	stack (top) : = item;
end 

时间复杂度：o(1)

C语言中的push算法实现

void push (int val,int n) //n is size of the stack 
{
	if (top == n ) 
	printf("\n Overflow"); 
	else 
	{
	top = top +1; 
	stack[top] = val; 
	} 
} 

从堆栈中删除元素（Pop操作）

从堆栈顶部删除元素称为pop操作。当从堆栈中删除一个项目时，变量top的值将增加1。堆栈的最顶层元素存储在另一个变量中，然后top减1。该操作返回存储在另一个变量中的已删除值作为结果。

当我们尝试从已经为空的堆栈中删除元素时，会发生下溢条件。

算法

begin 
	if top = 0 then stack empty; 
	item := stack(top);
	top = top - 1;
end;  

时间复杂度：o(1)

使用C语言实现POP算法

int pop ()
{ 
	if(top == -1) 
	{
		printf("Underflow");
		return 0;
	}
	else
	{
		return stack[top - - ]; 
	}  
} 

访问堆栈中的每个元素（Peek操作）

Peek操作涉及在不删除的情况下返回堆栈顶部存在的元素。如果我们尝试返回已为空的堆栈中的顶部元素，则可能会发生下溢条件。

算法

PEEK (STACK, TOP)

Begin 
	if top = -1 then stack empty  
	item = stack[top] 
	return item
End  

时间复杂度：o(n)

C语言中的Peek算法实现

int peek()
{
	if (top == -1) 
	{
		printf("Underflow");
		return 0; 
	}
	else
	{
		return stack [top];
	}
}

C程序

示例

#include <stdio.h> 
int stack[100],i,j,choice=0,n,top=-1;
void push();
void pop();
void show();
void main ()
{
	
	printf("Enter the number of elements in the stack "); 
	scanf("%d",&n);
	printf("*********Stack operations using array*********");

printf("\n----------------------------------------------\n");
	while(choice != 4)
	{
		printf("Chose one from the below options...\n");
		printf("\n1.Push\n2.Pop\n3.Show\n4.Exit");
		printf("\n Enter your choice \n");		
		scanf("%d",&choice);
		switch(choice)
		{
			case 1:
			{ 
				push();
				break;
			}
			case 2:
			{
				pop();
				break;
			}
			case 3:
			{
				show();
				break;
			}
			case 4: 
			{
				printf("Exiting....");
				break; 
			}
			default:
			{
				printf("Please Enter valid choice ");
			} 
		};
	}
} 

void push ()
{
	int val;	
	if (top == n ) 
	printf("\n Overflow"); 
	else 
	{
		printf("Enter the value?");
		scanf("%d",&val); 		
		top = top +1; 
		stack[top] = val; 
	} 
} 

void pop () 
{ 
	if(top == -1) 
	printf("Underflow");
	else
	top = top -1; 
} 
void show()
{
	for (i=top;i>=0;i--)
	{
		printf("%d\n",stack[i]);
	}
	if(top == -1) 
	{
		printf("Stack is empty");
	}
}

编译并运行

Java 程序

示例

import java.util.Scanner;
class Stack 
{
	int top; 
	int maxsize = 10;
	int[] arr = new int[maxsize];
	
	
	boolean isEmpty()
	{
		return (top < 0);
	}
	Stack()
	{
		top = -1;
	}
	boolean push (Scanner sc)
	{
		if(top == maxsize-1)
		{
			System.out.println("Overflow !!");
			return false;
		}
		else 
		{
			System.out.println("Enter Value");
			int val = sc.nextInt();
			top++;
			arr[top]=val;
			System.out.println("Item pushed");
			return true;
		}
	}
	boolean pop ()
	{
		if (top == -1)
		{
			System.out.println("Underflow !!");
			return false;
		}
		else 
		{
			top --; 
			System.out.println("Item popped");
			return true;
		}
	}
	void display ()
	{
		System.out.println("Printing stack elements .....");
		for(int i = top; i>=0;i--)
		{
			System.out.println(arr[i]);
		}
	}
}
public class Stack_Operations {
public static void main(String[] args) {
	int choice=0;
	Scanner sc = new Scanner(System.in);
	Stack s = new Stack();
	System.out.println("*********Stack operations using array*********\n");
	System.out.println("\n------------------------------------------------\n");
	while(choice != 4)
	{
		System.out.println("\nChose one from the below options...\n");
		System.out.println("\n1.Push\n2.Pop\n3.Show\n4.Exit");
		System.out.println("\n Enter your choice \n");		
		choice = sc.nextInt();
		switch(choice)
		{
			case 1:
			{ 
				s.push(sc);
				break;
			}
			case 2:
			{
				s.pop();
				break;
			}
			case 3:
			{
				s.display();
				break;
			}
			case 4: 
			{
				System.out.println("Exiting....");
				System.exit(0);
				break; 
			}
			default:
			{
				System.out.println("Please Enter valid choice ");
			} 
		};
	}
}
}

编译并运行

C# 程序

示例

using System;

public class Stack
{
	int top;
	int maxsize=10;
	int[] arr = new int[10];
	public static void Main()
	{
	Stack st = new Stack();
	st.top=-1;
	int choice=0;
	Console.WriteLine("*********Stack operations using array*********");
	Console.WriteLine("\n----------------------------------------------\n");
	while(choice != 4)
	{
		Console.WriteLine("Chose one from the below options...\n");
		Console.WriteLine("\n1.Push\n2.Pop\n3.Show\n4.Exit");
		Console.WriteLine("\n Enter your choice \n");		
		choice = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
		switch(choice)
		{
			case 1:
			{ 
				st.push();
				break;
			}
			case 2:
			{
				st.pop();
				break;
			}
			case 3:
			{
				st.show();
				break;
			}
			case 4: 
			{
			Console.WriteLine("Exiting....");
				break; 
			}
			default:
			{
				Console.WriteLine("Please Enter valid choice ");
				break;
			} 
		};
	}
} 

Boolean push ()
{
	int val;	
	if(top == maxsize-1) 
	{
		
		Console.WriteLine("\n Overflow");
		return false;
	}
	else 
	{
		Console.WriteLine("Enter the value?");
		val = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); 		
		top = top +1; 
		arr[top] = val;
		Console.WriteLine("Item pushed");
		return true;
	} 
} 

Boolean pop () 
{ 
	if (top == -1) 
	{
		Console.WriteLine("Underflow");
		return false;
	}
	
	else
	
	{
		top = top -1;
		Console.WriteLine("Item popped");
		return true;
	}
} 
void show()
{
	
	for (int i=top;i>=0;i--)
	{
		Console.WriteLine(arr[i]);
	}
	if(top == -1) 
	{
		Console.WriteLine("Stack is empty");
	}
}
}

编译并运行

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