前言
棧是什么，你可以理解為一種先入后出的數據結構（First In Last Out），一種操作受限的線性表...
C實現
借助與C語言中的void指針及函數指針，我們可以實現一個鏈式通用棧：
/* stack.h */#ifndef _STACK_H_#define _STACK_H_typedef struct stackNode { void *value; struct stackNode *next;} stackNode;typedef struct stack { stackNode *top; void (*free)(void *ptr); unsigned long size;} stack;/* Functions implemented as macros */#define stackTop(s) ((s)->top)#define stackSize(s) ((s)->size)#define stackSetFreeMethod(s, m) ((s)->free = (m))#define stackGetFreeMethod(s) ((s)->free)stack *stackCreate(void);stack *stackPush(stack *stack, void *value);stackNode *stackPop(stack *stack);void stackClear(stack *stack);#endif /* _STACK_H_ *//* stack.c */#include <stdlib.h>#include "stack.h"stack *stackCreate(void){ struct stack *stack; if ((stack = (struct stack *)malloc(sizeof(struct stack))) == NULL) return NULL; stack->top = NULL; stack->free = NULL; stack->size = 0; return stack;}stack *stackPush(stack *stack, void *value){ stackNode *node; if ((node = (stackNode *)malloc(sizeof(stackNode))) == NULL) return NULL; node->value = value; node->next = (stack->size == 0) ? NULL : stack->top; stack->top = node; stack->size++; return stack;}stackNode *stackPop(stack *stack){ stackNode *node; node = stack->top; if (stack->size != 0) { stack->top = node->next; stack->size--; } return node;}void stackClear(stack *stack){ unsigned long size; stackNode *current, *next; current = stack->top; size = stack->size; while (size--) { next = current->next; if (stack->free) stack->free(current->value); free(current); current = next; } free(stack);}這里的實現附設了一個頭節點，主要用于注冊與棧節點操作相關的函數。我們把棧的大小信息也存了進去，這樣就可以在O(1)的時間內獲取當前棧大小了！
Python實現
在Python中，list其實可以直接作為棧使用，如果你只在它的一端進行操作的話。當然我們也可以簡單封裝一下：
class Stack(object): """A stack encapsulation based on list.""" def __init__(self): self.items = [] def empty(self): return self.items == [] def clear(self): del self.items[:] @property def size(self): return len(self.items) def push(self, item): """Add a new item to the top of the stack.""" self.items.insert(0, item) def pop(self): """Remove the top item from the stack.""" return self.items.pop(0) def top(self): """Return the top item from the stack but not remove it. """ return self.items[0] def __iter__(self): return iter(self.items) def __next__(self): return self.pop()
應用
下面介紹幾個棧的典型應用。
括號匹配
給你一個算術表達式或者一段C代碼，如何寫一個程序驗證它其中的括號是否匹配？借助棧，可以很容易實現。算法流程如下：
遍歷字符：
1.如果是左括號，push入棧；
2. 如果是右括號，這時候如果棧為空，說明不匹配，如果棧不為空并且pop出棧的左括號與右括號類型不一樣，說明不匹配；
遍歷結束后，如果棧不為空，說明不匹配。
def check_pares(exp): """Check if parentheses match in a expression.""" stack = Stack() pares = {')': '(', ']': '[', '}': '{'} for x in exp: if x in '([{': stack.push(x) elif x in ')]}': if stack.empty() or pares[x] != stack.pop(): return False return True if stack.empty() else False數制轉換
以十進制轉二進制為例：
def dec2bin(dec): """Converting decimal number to binary string.""" if dec == 0: return '0' stack = Stack() while dec: r = dec % 2 stack.push(r) dec = dec // 2 return ''.join(str(digit) for digit in stack)
模擬遞歸
遍歷二叉樹算是經典的遞歸應用了。我們以先序遍歷為例，遞歸版本的代碼很容易寫：
def preorder_traversal(root): """ 1 / / 2 3 / / / 4 5 6 """ if not root: return print(root.val) preorder_traversal(root.lchild) preorder_traversal(root.rchild)
下面是非遞歸的版本：
def preorder_traversal(root) s = Stack() while s.size or root: if root: print(root.val) s.push(root) root = root.lchild else: root = s.pop().rchild
總結
以上就是如何用C語言和Python實現棧及典型應用的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家繼續支持武林網。
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