typedef struct node { int data; struct node *next; }node; // TOP of a stack node *top = NULL; // push a value into a stack void push(int val) { // allocate a new node for val node *new_node =(node*) malloc(sizeof(node)); new_node->data = val; new_node->next = top; top = new_node; } // pop a value out from the stack int pop(void) { // tmp for record the top node node *tmp; int return_value; // if there is an existing data in stack if (top != NULL) { // get the value of the top return_value = top->data; // record the top node tmp = top; // change top top = top->next; free(tmp); return return_value; } else printf("no existing data in the stack!\n"); } // show the stack void show_stack(void) { node *rush = top; printf("\nthe stack is:\n"); while (rush != NULL) { printf("%d ", rush->data); rush = rush->next; } puts(""); }
int main() { printf("Enter values:\n"); int n; while (scanf("%d", &n) != EOF) { push(n); printf("%d ",n); } puts(""); show_stack(); pop(); show_stack(); pop(); show_stack(); return 0; }堆疊顧名思義就如同一疊一疊很重的貨物,擺放的時候當然是從下往上疊,拿的時候就從上面拿到下面。這是最順手的方式。這種資料的存取就稱為是Last In First Out。在底層的角度來說,compiler在處理function也是如此實做,詳情也可參考計算機組織結構。os會在記憶體之中規畫一個stack區域,專門記錄函式的返回位置。
比如一個主程式位址從0~100。中間有個function A位於49,那麼在執行完這function A的時候就需要回到第50這個位置,但是有可能function內又有一個function,於是我們不僅要把50放入stack先做儲存,也必須把function A內另一個function返回位置也儲存下來。但是先後順序當然是越裡面的位置要先要拿出來返回,於是最後放入的(Last In)位置就當然是會優先返回(First Out)。這就是stack。
當然實做上不是只有使用stack來當作function的返回記錄,以現今高速處理的計算機而言,要每次去access記憶體也是需要花很多時間的,因此目前採用的做法都是直接放入暫存器內而不放在記憶體中。另一種方式就是把返回位址寫在程式內,也就是直接在一個function的結尾多上一個jp (addr)的指令,這種方式就不用堆疊了。
題外話不多說,基本上他和linked list是差不多的架構,唯一不同的就是連接起來的方式,新加入的資料永遠都會擺在頭的位置。
void push(int val) { // allocate a new node for val node *new_node =(node*) malloc(sizeof(node)); new_node->data = val; new_node->next = top; top = new_node; }首先create資料位置並輸入資料之後,我們就把資料擺在top之上,最後重新指定top,這就是堆疊放入新資料的做法:top總是指向最後放入的資料。這個function的做法應該一目了然。
相對於push是把資料疊放在top;pop採取的做法就是把top上的資料移下去,後進先出(LIFO)就是如此。
if (top != NULL){ ... } else printf("no existing data in the stack!\n");首先我們要判斷目前是否有資料在stack內,判斷的方式很簡單,從top就可以看出是否有資料在內。如果沒有就印出訊息提醒。而判斷如果內有資料後,我們便需要把資料拿取出來:
return_value = top->data; // record the top node tmp = top; // change top top = top->next; free(tmp); return return_value;因為top在取出資料需要往下移動,因此需要一個暫時的指標tmp來儲放原先top的位置用來最後free()的動作。因此return_value取出資料之後,隨即記錄top的位置,接著top往下移動之後在free掉原先top的位置(也就是tmp)。要注意的是順序要對,如果沒有把top的位置記錄起來而往下移動的話,那麼到時候必定是出trouble的。最後return結果pop()便完成使命了。