C++栈学习——顺序栈和链栈的差别

• C++中栈有顺序栈和链栈之分。在顺序栈中，定义了栈的栈底指针（存储空间首地址base）、栈顶指针top以及顺序存储空间的大小stacksize（个人感觉这个数据成员是能够不用定义的）

//顺序栈数据结构C++类声明（基类）
template <typename ElemType>
class SqStack
{
public:
    void clear();                                                 //把顺序栈置空
    int getLength();                                              //求顺序栈中元素个数
    int getstackSize();                                     //返回当前已分配的存储空间的大小
    Status getTop(ElemType & e);                                  //读栈顶的元素
    bool isEmpty();                                               //推断顺序栈是否为空
    SqStack<ElemType> operator =(SqStack<ElemType> rightS);       //重载赋值运算符的定义
    Status pop(ElemType & e);                                     //弹出栈顶元素到e
    void push(ElemType & e );                                     //在栈顶压入元素e
//*****************************以下为系统自己主动调用构造函数及析构函数声明******************************//

    SqStack(); //顺序栈构造函数
    virtual ~SqStack();//顺序栈析构函数
    SqStack (const SqStack<ElemType>& otherS);//顺序栈拷贝初始换构造函数

protected:
    ElemType *base;
    ElemType *top;
    int stackSize;//顺序存储空间的大小
};

• 而对于链栈来说，它仅仅定义栈顶指针。

template<typename ElemType>
class Linkstack
{

private:
    class LinkNode
    {
    public:
        ElemType data;
        LinkNode *next;
    };
    typedef LinkNode * NodePointer;

public:
    void clear();
    int getlength();
    void display();
    void randLinkStack();
    Linkstack <ElemType> operator = (Linkstack <ElemType> rightS);

protected:
    NodePointer top;

};

事实上这二者的差别是由顺序表和链表的存储结构决定的，在空间上，顺序表是静态分配的，而链表则是动态分配的；就存储密度来说：顺序表等于1，而链式表小于1。可是链式表能够将非常多零碎的空间利用起来；顺序表查找方便。链式表插入和删除时非常方便。

顺序表的这样的静态存储的方式，决定了必须至少得有首地址和末地址来决定一个空间。否则，不知道查找到哪了。链式表每一个节点存储了下一个节点的指针信息，故，对于链栈来说，仅仅须要一个top指针就可以查找到整个栈。

另外，顺序栈和链栈的top指针有差别，顺序栈的top指针指向栈定的空元素处，top-1才指向栈定元素，而链栈的top指针相当于链表的head指针一样，指向实实在在的元素。

另外附自己写的顺序栈和链栈的随机产生函数：

//顺序栈：
template<typename ElemType>
void MyStack<ElemType>::RandStack()
{
    int *p;
    ElemType n;
    ElemType Elem[11];
    srand(time(NULL));
    n=rand()%10+1;
    cout<<"产生的随机栈的深度为："<<n<<endl;
    cout<<"产生的随机栈元素为："<<endl;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        Elem[i]=rand()%100+1;
        cout<<Elem[i]<<"  ";
    }
    cout<<endl;
    base=new ElemType[n];
    assert(base!=0);
    top=base;
    stackSize=n;
    for (int j = 0; j < n; j++)
        *(base+j)=Elem[j];
    top=base+n;
    cout<<"随机产生的栈为："<<endl;
    for (int i = 0; i < stackSize; i++)
        cout<<"  "<<*(base+i);
    cout<<endl;
    cout<<"  ♂";
    for (int i = 1; i <stackSize ; i++)
    {
        setw(4);
        cout<<"    ";
    }
    cout<<"  ♂"<<endl;
    cout<<" base";
    for (int i = 1; i <stackSize ; i++)
    {
        setw(4);
        cout<<"    ";
    }
    cout<<" top"<<endl;

}

template<typename ElemType>
void MyStack<ElemType>::display()
{
    int n=top-base;
    cout<<"当前栈为："<<endl;
    for (int i = 0; i < n; i++)
        cout<<"  "<<*(base+i);
    cout<<endl;
    cout<<"  ♂";
    for (int i = 1; i <n ; i++)
    {
        setw(4);
        cout<<"    ";
    }
    cout<<"  ♂"<<endl;
    cout<<" base";
    for (int i = 1; i <n ; i++)
    {
        setw(4);
        cout<<"    ";
    }
    cout<<" top"<<endl;
}

//链栈
template<typename ElemType>
void Linkstack<ElemType>::display()
{
    NodePointer r;
    int num=0;
    r=top;
    while (r)
    {
        cout<<r->data<<"  ";
        r=r->next;
        num++;
    }
    cout<<endl;
    for(int i=0;i<num-1;i++)
        cout<<setw(4)<<"  ";
    cout<<"↑"  ;
    cout<<endl;
    for(int i=0;i<num-1;i++)
        cout<<setw(4)<<"  ";
    cout<<"top"<<endl;

}

template <typename ElemType>
void Linkstack<ElemType>::randLinkStack()
{
    ElemType elem[11];
    srand(unsigned(time(NULL)));
    int n;
    n=rand()%10+1;
    cout<<"the number of the stack is:"<<n<<endl;
    cout<<"the elements here are:";
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        elem[i]=rand()%100+1;
        cout<<elem[i]<<"  ";
    }
    cout<<endl;
    NodePointer p,s;
    p=NULL;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        s=new(LinkNode);
        assert(s!=NULL);
        s->data=elem[i];
        s->next=p;
        p=s;
    }
    top=p;
    cout<<"the stack produced is:"<<endl;
    NodePointer r;
    int num=0;
    r=top;
    while (r)
    {
        cout<<r->data<<"  ";
        r=r->next;
        num++;
    }
    cout<<endl;
    for(int i=0;i<num-1;i++)
        cout<<setw(4)<<"  ";
    cout<<"↑"  ;
    cout<<endl;
    for(int i=0;i<num-1;i++)
        cout<<setw(4)<<"  ";
    cout<<"top"<<endl;
}