C++棧學習——順序棧和鏈棧的差別

• C++中棧有順序棧和鏈棧之分。在順序棧中，定義了棧的棧底指針（存儲空間首地址base）、棧頂指針top以及順序存儲空間的大小stacksize（個人感覺這個數據成員是能夠不用定義的）

//順序棧數據結構C++類聲明（基類）
template <typename ElemType>
class SqStack 
{
public:
    void clear();                                                 //把順序棧置空
    int getLength();                                              //求順序棧中元素個數
    int getstackSize();                                     //返回當前已分配的存儲空間的大小
    Status getTop(ElemType & e);                                  //讀棧頂的元素
    bool isEmpty();                                               //推斷順序棧是否為空
    SqStack<ElemType> operator =(SqStack<ElemType> rightS);       //重載賦值運算符的定義
    Status pop(ElemType & e);                                     //彈出棧頂元素到e
    void push(ElemType & e );                                     //在棧頂壓入元素e
//*****************************以下為系統自己主動調用構造函數及析構函數聲明******************************//

    SqStack(); //順序棧構造函數
    virtual ~SqStack();//順序棧析構函數
    SqStack (const SqStack<ElemType>& otherS);//順序棧拷貝初始換構造函數

protected:
    ElemType *base;
    ElemType *top;
    int stackSize;//順序存儲空間的大小
};

• 而對於鏈棧來說，它僅僅定義棧頂指針。

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;

};

事實上這二者的差別是由順序表和鏈表的存儲結構決定的，在空間上，順序表是靜態分配的，而鏈表則是動態分配的；就存儲密度來說：順序表等於1，而鏈式表小於1。可是鏈式表能夠將非常多零碎的空間利用起來；順序表查找方便。鏈式表插入和刪除時非常方便。

順序表的這樣的靜態存儲的方式，決定了必須至少得有首地址和末地址來決定一個空間。否則，不知道查找到哪了。鏈式表每一個節點存儲了下一個節點的指針信息，故，對於鏈棧來說，僅僅須要一個top指針就可以查找到整個棧。

另外，順序棧和鏈棧的top指針有差別，順序棧的top指針指向棧定的空元素處，top-1才指向棧定元素，而鏈棧的top指針相當於鏈表的head指針一樣，指向實實在在的元素。
另外附自己寫的順序棧和鏈棧的隨機產生函數：

//順序棧：
template<typename ElemType>
void MyStack<ElemType>::RandStack()
{
    int *p;
    ElemType n;
    ElemType Elem[11];
    srand(time(NULL));
    n=rand()%10+1;
    cout<<"產生的隨機棧的深度為："<<n<<endl;
    cout<<"產生的隨機棧元素為："<<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<<"隨機產生的棧為："<<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<<"當前棧為："<<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;
}

//鏈棧
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;
}