Golang(五十二)[線性表-鏈式存儲-鏈式棧]

• 棧：
  受限的線性表，受該數據類型存儲的限制。遵循 “ 先進後出 ” 的原則【FILO】
• 依然是鏈式存儲【1:1】
• 無論是壓棧(入棧)、彈棧(出棧)都屬於增、刪操作，故而選用的是鏈式存儲。
• 棧的生長：從棧底【高地址】向 棧頂【低地址】
• 棧的實現：單向鏈表，可以沒有head指針
• 棧的壓棧：單向鏈表的頭插法實現【先進後出】倒敘生長【1,2,3,4,】則頭結點爲【4】

1.初始化

mkdir -p linkStack
cd linkStack
go mod init linkStack
touch linkStack.go
vim linkStack.go

2.定義鏈式棧結點結構體

// 定義鏈式棧結點結構體
type StackNode struct {
	Data interface{} // 數據域
	Next *StackNode  // 指針域
}

3.創建鏈式棧

// 創建鏈式棧
func NewLinkStack(data ...interface{}) *StackNode {
	// 容錯處理
	if data == nil || len(data) == 0 {
		return nil
	}
	// 定義當前結點的下一個結點
	var nodeNext *StackNode = nil
	// 創建鏈式棧對象，初始類似於單向鏈表的head結點
	stack := new(StackNode)
	// 遍歷data數據，創建新結點
	for _, v := range data {
		// 創建新結點並初始化
		newNode := new(StackNode)
		newNode.Data = v
		newNode.Next = nil

		// 將stack保存數據結點爲當前結點，
		// 初始時：將newNode覆蓋了stack，類似於數據結點覆蓋了頭結點
		// 後續類似於將stack向前偏移了
		stack = newNode
		// 當前結點的下一個結點nodeNext，初始爲nil，在下一步執行後，變更爲當前的結點
		stack.Next = nodeNext
		// 當有新結點產生時，nextNode記錄當前結點爲下一個結點，類似於nextNode向前偏移：從而實現棧【倒序生長】
		nodeNext = stack
	}
	// 將鏈式棧返回
	return stack
}

• 定義當前結點的下一個結點：nextNode

var nodeNext *StackNode = nil

• 創建鏈式棧對象stack

// 創建鏈式棧對象，初始類似於單向鏈表的head結點
stack := new(StackNode)

• 遍歷data數據，創建新結點

// 創建新結點並初始化
newNode := new(StackNode)
newNode.Data = v
newNode.Next = nil

• 將stack保存數據結點爲當前結點

// 將stack保存數據結點爲當前結點，
// 初始時：將newNode覆蓋了stack，類似於數據結點覆蓋了頭結點
// 後續類似於將stack向前偏移了
stack = newNode

• 當前結點的下一個結點nodeNext

// 當前結點的下一個結點nodeNext，初始爲nil，在下一步執行後，變更爲當前的結點
stack.Next = nodeNext

• 當有新結點產生時，nextNode記錄當前結點爲下一個結點，類似於nextNode向前偏移：從而實現棧【倒序生長】

// 當有新結點產生時，nextNode記錄當前結點爲下一個結點，類似於nextNode向前偏移：從而實現棧【倒序生長】
nodeNext = stack

• 下一次的循環
  
  測試

func main() {
	stack := NewLinkStack(1, 2, 3, 4)
	fmt.Println(stack)
}

4.打印鏈式棧

// 打印鏈式棧
func PrintLinkStack(s *StackNode) {
	// 容錯處理
	if s == nil {
		return
	}
	// 遍歷打印,沒有使用s.Next!=nil做退出循環的條件：因爲傳參方式進行打印，且沒有頭結點，如果s.Next!=nil做條件會導致少一次的遍歷，全是數據結點，只需要判斷s!=nil即可
	for s != nil {
		// 不用if s.Data!=nil,因爲沒有頭結點，全是數據結點，直接打印即可
		fmt.Print(s.Data, " ")
		s = s.Next // 偏移至下一個結點
	}
	// 打印完成換行
	fmt.Println()
}

測試

func main() {
	stack := NewLinkStack(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
	PrintLinkStack(stack)
}

5.獲取鏈式棧的長度

// 獲取鏈式棧長度
func StackLength(s *StackNode) (length int) {
	if s == nil {
		return -1
	}
	for s != nil {
		length++
		s = s.Next
	}
	return
}

測試

func main() {
	stack := NewLinkStack(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
	PrintLinkStack(stack)
	length := StackLength(stack)
	fmt.Println("鏈式棧的長度爲：", length)
}

6.壓棧

// 壓棧--單向鏈表的頭插法
func PushStack(s *StackNode, data interface{}) *StackNode {
	if s == nil {
		return nil
	}
	if data == nil {
		return s
	}
	// 創建新結點
	newNode := new(StackNode)
	newNode.Data = data
	newNode.Next = nil
	// 將新結點的指針域指向原鏈表,新結點做爲鏈式棧的頭
	newNode.Next = s
	return newNode
}

測試

func main() {
	stack := NewLinkStack(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
	PrintLinkStack(stack)
	stack = PushStack(stack, 11)
	PrintLinkStack(stack)
}

7.彈棧

// 彈棧
func PopStack(s *StackNode) *StackNode {
	if s == nil {
		return nil
	}
	// 彈出棧內的第一個結點
	popStack := s.Next
	// 置爲nil，促使GC工作
	s.Data = nil
	s.Next = nil
	s = nil
	// 返回彈棧後的鏈式棧
	return popStack
}

測試

func main() {
	stack := NewLinkStack(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
	PrintLinkStack(stack)
	fmt.Println("彈棧後：")
	stack = PopStack(stack)
	PrintLinkStack(stack)
}

8.清空鏈式棧

// 清空鏈式棧，如果依賴go的GC，直接可以使用stack = nil即可
func ClearStack(s *StackNode) {
	// 容錯處理，也是遞歸出口
	if s == nil {
		return
	}
	ClearStack(s.Next)
	s.Data = nil
	s.Next = nil
	s = nil
}

測試

func main() {
	stack := NewLinkStack(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
	PrintLinkStack(stack)
	fmt.Println("清空鏈式棧：")
	ClearStack(stack)
	PrintLinkStack(stack)
}