当前课程知识点:数据结构(上) > 第四章 栈与队列 > (a)栈接口与实现 > 04A-3 实现
我们接下来,讨论栈结构的具体实现方法
实际上 既然栈可以视作是
序列的一种受限后的特例
那么自然可以通过我们此前所学过的
向量或列表结构直接派生而得
也就是说 我们完全可以利用向量
或者列表来模拟栈以及它的接口行为
以向量为例 栈中有多少元素
我们的向量中也对应地有多少个元素
如果约定首元素是栈的底部盲端
那么末元素也就是可操作的栈顶
按照这样一个思路 我们就可以
简洁地写出栈模板类
可以看到 它是以public的形式
直接继承自我们此前已经设计
并且实现完善的Vector向量模板类
因此对外统一开放的size()、empty()等接口
都可以直接沿用而不必重写
这样我们的精力就可以集中于
实现栈所特有的几个接口
我们先来看最容易的top接口
正如我们刚才所说的
在这里我们约定所谓的top元素
也就是向量的末元素
因此这样一个取顶操作
只需简明地将当前向量的末元素
直接返回即可
再来看相仿的pop()接口
既然顶部元素是末结点
所以为了弹出它
我们只需将这个结点删除
或者更加简明地等效于
将原先末结点的前驱作为新的末结点
而这样一个动作 完全可以通过调用
向量的标准remove接口统一的实现
那么 如果要将一个新的元素
推入栈中呢?
从图中 也可以看出
只需将这个元素
作为向量新的末元素插入其中
同样地 这也可以通过调用
向量所提供的插入接口来完成
我们知道 对于向量结构而言
无论是插入操作 还是删除操作
所需要的时间都线性正比于
插入和删除位置的后继的数目
而按照这里所给的方法
无论是插入操作 还是删除操作
都是在向量的末端进行
因此所有这些操作接口的时间复杂度
都是常数的
这再好不过了
请注意 虽然从理论上看
我们也可以将向量首部作为栈顶
但是从实际性能而言
这是一个非常糟糕的选择
因为如果插入和删除操作
都集中在前端进行
那么每一次操作
都需要涉及到向量中的
当前所有的元素
于是入栈和出栈操作的复杂度
都将上升到O(n)
这一点非常重要
大家需要特别注意
当然 通过列表结构
用类似的思路
同样可以模拟并且实现栈
我们将这个工作留给大家
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