【学习笔记之数据结构】栈

简介: 【学习笔记之数据结构】栈

概念及结构:


栈是一种特殊的线性表,它只允许在固定的一端进行插入和删除元素的操作。进行数据插入和删除操作的一端被我们称之为栈顶,另一端被称之为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出、先进后出的原则。

 压栈:栈的插入操作被叫做进栈/压栈/入栈,进入的数据在栈顶。

 出栈:栈的删除操作被叫做出栈。删除的数据也在栈顶。


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栈的实现:

  栈的实现一般可以使用数组或者链表实现,相对于而言数组的结构实现更优一些。因为数组尾插数据的代价要比链表小。

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代码实现:

#pragma once
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
  STDataType* a;
  int top;    // 栈顶
  int capacity; // 容量
}Stack;
//初始化栈
void StackInit(Stack* ps);
//入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType x);
//出栈
void StackPop(Stack* ps);
//获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps);
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps);
//检测栈是否为空,如果为空返回非零结果,如果不为空返回0
int StackEmpty(Stack* ps);
//销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
//初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
  assert(ps);
  //开空间
  ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
  if (ps->a == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    exit(-1);
  }
  ps->top = 0;
  ps->capacity = 4;
}
//入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->top == ps->capacity)
  {
    STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDataType));
    if (tmp == NULL)
    {
      perror("realloc fail");
      exit(-1);
    }
    ps->a = tmp;
    ps->capacity *= 2;
  }
  ps->a[ps->top] = x;
  ps->top++;
}
//出栈
void StackPop(Stack* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  ps->top--;
}
//获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  return ps->a[ps->top - 1];
}
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}
//检测栈是否为空,如果为空返回非零结果,如果不为空返回0
int StackEmpty(Stack* ps)
{
  assert(ps);
  //如-1为空,如果等式成立,结果为真,返回真,非零为真
  return ps->top == -1;
}
//销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->a);
  ps->a == NULL;
  ps->top = ps->capacity = 0;
}
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
int main()
{
  Stack st;
  StackInit(&st);
  StackPush(&st, 1);
  StackPush(&st, 2);
  StackPush(&st, 3);
  StackPush(&st, 4);
  StackPush(&st, 5);
  printf("size:%d\n", StackSize(&st));
  printf("size:%d\n", st.top + 1);
  StackPop(&st);
  StackPop(&st);
  StackPop(&st);
  printf("size:%d\n", StackSize(&st));
  StackDestroy(&st);
  return 0;
}
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