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C#数据结构之堆栈(Stack)实例详解

刘柏宏 2023-08-13C#

堆栈(Stack)简介在计算机科学中，堆栈(Stack)是一种数据结构，它遵循先进后出（Last-In-First-Out，LIFO）的原则。这意味着最后入栈的元素将首先被弹出。堆栈可以通过两

堆栈(Stack)简介

在计算机科学中，堆栈(Stack)是一种数据结构，它遵循先进后出（Last-In-First-Out，LIFO）的原则。这意味着最后入栈的元素将首先被弹出。堆栈可以通过两个主要操作对其进行操作，即压入(push)和弹出(pop)。压入操作将元素添加到堆栈的顶部，而弹出操作将从堆栈的顶部移除元素。

堆栈的应用

堆栈在许多领域都有广泛的应用。在编程中，堆栈常用于解决各种问题，例如函数调用栈、表达式求值、迭代器的实现等。它还可以用于算法的实现，例如深度优先搜索(Depth-First Search)和回溯算法(Backtracking)。

堆栈的实现

在C#中，我们可以使用数组或链表来实现堆栈。下面是一个使用数组实现的堆栈的示例代码：

public class Stack
{
    private int maxSize; // 堆栈的最大容量
    private int top; // 栈顶指针
    private int[] stackArray; // 存储数据的数组

    public Stack(int size)
    {
        maxSize = size;
        stackArray = new int[maxSize];
        top = -1; // 初始化栈顶指针为-1
    }

    public void Push(int item)
    {
        if (top == maxSize - 1)
        {
            throw new StackOverflowException("Stack is full");
        }
        stackArray[++top] = item;
    }

    public int Pop()
    {
        if (top == -1)
        {
            throw new InvalidOperationException("Stack is empty");
        }
        return stackArray[top--];
    }

    public int Peek()
    {
        if (top == -1)
        {
            throw new InvalidOperationException("Stack is empty");
        }
        return stackArray[top];
    }

    public bool IsEmpty()
    {
        return top == -1;
    }

    public bool IsFull()
    {
        return top == maxSize - 1;
    }
}

堆栈代码解析

上述示例中的Stack类实现了一个基本的堆栈。它包含maxSize变量来指定堆栈的最大容量，top变量作为栈顶指针，stackArray数组用于存储堆栈的元素。

构造函数Stack(int size)用于初始化堆栈对象。Push(int item)方法将元素添加到堆栈的顶部，Pop()方法从堆栈的顶部移除元素并返回其值。Peek()方法返回堆栈顶部元素的值，但不移除它。IsEmpty()方法检查堆栈是否为空，IsFull()方法检查堆栈是否已满。