堆栈的链表实现

Question

这是我用链表实现的堆栈

STACK using linked list 

STACK-EMPTY:
if L.head == NIL
    return True
else return False

PUSH(x):
x.next = L.head 
if L.head != NIL
    L.head.prev = x
L.head = x
x.prev = NIL

POP():
x = L.head
L.head = x.next
x.next.prev = L.head
return x

你会验证这个吗？如何改进？

谢谢

Answer 1

您可以提高数据结构的一致性：

1. 列表头的prev总是NIL
2. 不在列表中的元素将 next 和 prev 设置为 NIL

考虑到 1. 考虑到您的 POP 存在不一致，这可能是错误的来源：当您弹出一个元素时，头部的 prev 是头部本身，当您推送一个元素时，头部的 prev 是无。

Answer 2

试试这个...

定义：

• S.top 是指向堆栈顶部的某个 X 类型节点的指针
• X 是一个有两个指针的节点，top 和 base
• X.top 指向栈顶的下一个节点。
• X.base 指向堆栈底部的下一个节点（底部）

首先初始化栈顶指针：

STACK-INITIAL:
S.top = NIL
return true  // Never fails

空栈测试：

STACK-EMPTY:
return (S.top == NIL)

将节点x 推入堆栈：

PUSH(x):
x.top = NIL     // Top of stack, therfore top is NIL
x.base = S.top  // base is previous top
S.top = x       // x is now top of stack  
return true

弹出并返回栈顶（这是唯一“有趣”的部分）：

POP():
x = S.top          // Top node on stack (could be NIL)
if S.top != NIL    // Check in case stack was empty
  S.top = x.base   // New top = next node toward base
  x.base = NIL     // Disconnect x from stack
  if S.top != NIL  // Is stack now empty?
    S.top.top = NIL // No, set top node's top pointer to NIL
return x            // x could be NIL if stack was empty

需要考虑的事情...我在上面使用了双链表，因为 看起来这就是你正在使用的。但是，您只需要一个 单链表，其中链接指向堆栈的底部。 请注意，上述算法中的x.top 指针几乎 无用（设置但从未引用）。只要您跟踪堆栈顶部（S.top）就可以了 您需要做的是在 POP 操作期间追溯堆栈。

对 cme​​ts 的回应

当一个元素从栈中弹出时，它所有的关联 指针应设置为 NIL。这是因为它不再是一部分 堆栈的所以不应该指向任何堆栈元素。我加了一点 到我原来的答案（见上文）。

以类似的方式，新的栈顶元素（除非栈变空） 需要有它的指针指向它上面的元素 设置为 NIL（因为它上面的元素已被删除）。 在我的例子中，这就是S.top.top = NIL 东西都是关于（S.top 指向顶部堆栈元素，所以S.top.top 是 该元素的顶部指针）。我想你会对x.next.prev = NIL 做同样的事情， 假设 x 是您弹出的元素，而不是 NIL 本身。在您的伪代码中，它看起来 像x.next.prev = L.head 这样会使堆栈元素顶部的 prev 指针指向自身 因为L.head 被设置为x.next（之前的新栈顶）。

最后，我质疑为什么要使用双链表 实现一个栈，只有一个带有指针的链表 它下面的下一个元素是必需的