探索栈数据结构:深入了解其实用与实现(c语言实现栈)

简介: 探索栈数据结构:深入了解其实用与实现(c语言实现栈)

上次结束了链表部分的内容


然而,当我们涉及特定问题时,另一个非常有用的数据结构也开始显得至关重要——栈


栈与链表有着截然不同的特性,它采用一种后进先出(LIFO)的策略,这意味着最后进入栈的元素将首先被取出。这样的特性赋予了栈在特定场景下独特的价值和功能

源码可以去我的gitee:Nero的gitee


1.栈的概念和结构


栈:一种特殊的线性表,其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO(Last In First Out)的原则


压栈(push):栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈,入数据在栈顶


出栈(pop):栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶

8.png


2.栈的实现


栈的实现一般可以使用数组或者链表实现,相对而言数组的结构实现更优一些。栈只在一端进行插入和删除,选择数组尾端非常契合。


2.1项目文件规划


9.png


  • 头文件Stack.h:用来基础准备(常量定义,typedef),链表表的基本框架,函数的声明
  • 源文件Stack.h:用来各种功能函数的具体实现
  • 源文件test.c:用来测试功能是否有问题,进行基本功能的使用


2.2基本结构及各功能(Stack.h)


#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
  int* a;
  int top;    // 标识栈顶位置的
  int capacity;   //栈的容量
}ST;
void STInit(ST* ps);//初始化
void STDestroy(ST* ps);//销毁
void STPush(ST* ps, STDataType x);// 栈顶插入
void STPop(ST* ps);// 栈顶删除
STDataType STTop(ST* ps);//返回栈顶元素
bool STEmpty(ST* ps);//判断栈是否为空
int STSize(ST* ps);//栈中元素数量


2.3各功能具体实现


初始化

void STInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = NULL;
  ps->top = -1;//我选择了-1
  ps->capacity = 0;
}

top用来标记栈顶位置,那一开始初始化为多少合适:

  1. 初始化为**-1**:指向塔顶元素。因为底层用数组来实现,那第一个元素下标为0,一开始无元素为-1,有了第一个元素加上1变成0,完全符合。
  2. 初始化为0指向塔顶元素的下一个位置。道理同上,但是总是比塔顶元素下标大1


插入

void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->capacity == ps->top + 1)//判断有没有满
  {
    int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
    STDataType* new = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(ST) * newCapacity);
    assert(new);
    ps->a = new;
    ps->capacity = newCapacity;
  }
  ps->top++;
  ps->a[ps->top] = x;
}
  1. 代码确保传入的栈指针 ps 是有效的。然后,它检查栈是否已满。当栈满时,需要扩展栈的容量
  2. 栈的 top 指针增加,表示栈顶位置上移一个单位。最后,要推入栈的元素 x 被放入栈顶位置
    ps->a[ps->top]


删除


void STPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top >= 0);//确保不为空
  ps->top--;
}


返回栈顶元素


STDataType STTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top >= 0);
  return ps->a[ps->top];
}


是否为空


bool STEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == -1;
}


元素数量


int STSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top + 1;
}

大家一般都是:栈和队列,栈和队列,(二者放在一起)马上就到队列的知识梳理了。

感谢大家支持!!!

目录
相关文章
|
18天前
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
94 9
|
9天前
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
19 1
|
12天前
|
存储 算法 Java
数据结构的栈
栈作为一种简单而高效的数据结构,在计算机科学和软件开发中有着广泛的应用。通过合理地使用栈,可以有效地解决许多与数据存储和操作相关的问题。
|
17天前
|
存储 搜索推荐 算法
【数据结构】树型结构详解 + 堆的实现(c语言)(附源码)
本文介绍了树和二叉树的基本概念及结构,重点讲解了堆这一重要的数据结构。堆是一种特殊的完全二叉树,常用于实现优先队列和高效的排序算法(如堆排序)。文章详细描述了堆的性质、存储方式及其实现方法,包括插入、删除和取堆顶数据等操作的具体实现。通过这些内容,读者可以全面了解堆的原理和应用。
59 16
|
17天前
|
C语言
【数据结构】二叉树(c语言)(附源码)
本文介绍了如何使用链式结构实现二叉树的基本功能,包括前序、中序、后序和层序遍历,统计节点个数和树的高度,查找节点,判断是否为完全二叉树,以及销毁二叉树。通过手动创建一棵二叉树,详细讲解了每个功能的实现方法和代码示例,帮助读者深入理解递归和数据结构的应用。
66 8
|
15天前
|
存储 JavaScript 前端开发
执行上下文和执行栈
执行上下文是JavaScript运行代码时的环境,每个执行上下文都有自己的变量对象、作用域链和this值。执行栈用于管理函数调用,每当调用一个函数,就会在栈中添加一个新的执行上下文。
|
17天前
|
存储
系统调用处理程序在内核栈中保存了哪些上下文信息?
【10月更文挑战第29天】系统调用处理程序在内核栈中保存的这些上下文信息对于保证系统调用的正确执行和用户程序的正常恢复至关重要。通过准确地保存和恢复这些信息,操作系统能够实现用户模式和内核模式之间的无缝切换,为用户程序提供稳定、可靠的系统服务。
45 4
|
存储 缓存 C语言
数据结构——双链表(C语言)
数据结构——双链表(C语言)
|
20天前
|
存储 C语言
【数据结构】手把手教你单链表(c语言)(附源码)
本文介绍了单链表的基本概念、结构定义及其实现方法。单链表是一种内存地址不连续但逻辑顺序连续的数据结构,每个节点包含数据域和指针域。文章详细讲解了单链表的常见操作,如头插、尾插、头删、尾删、查找、指定位置插入和删除等,并提供了完整的C语言代码示例。通过学习单链表,可以更好地理解数据结构的底层逻辑,提高编程能力。
48 4
|
20天前
|
C语言
【数据结构】双向带头循环链表(c语言)(附源码)
本文介绍了双向带头循环链表的概念和实现。双向带头循环链表具有三个关键点:双向、带头和循环。与单链表相比,它的头插、尾插、头删、尾删等操作的时间复杂度均为O(1),提高了运行效率。文章详细讲解了链表的结构定义、方法声明和实现,包括创建新节点、初始化、打印、判断是否为空、插入和删除节点等操作。最后提供了完整的代码示例。
39 0

热门文章

最新文章