【数据结构】栈的实现

简介: 【数据结构】栈的实现

🌹 如果说,读书是在奠定人生的基石,在梳理人生的羽毛,那么,实践,就是在构建人生的厅堂,历练人生的翅膀。是不是,人生经过了实践,才能真正矗立、飞翔在天地之间。

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目录


1. 栈


1.1 栈的概念及结构


1.2栈的实现


1.2.1 入栈


1.2.2 出栈


2. 栈的代码实现(采用数组栈):


2.1 结构体:


2.2 StackInit函数:


2.3 StackDestory函数:


2.4 StackPush 函数:


2.5 StackTop函数:


2.6 StackPop函数:


2.7 StackEmpty函数:


2.8 StackSize函数:


3. 完整代码:


3.1 Stack.h(函数的定义):


3.2 Stack.c(功能函数):


3.3 Text.c:



1. 栈

1.1 栈的概念及结构

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:栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈,入数据在栈顶。 出栈:栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。

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1.2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。因为数组在尾上插入数据的 代价比较小。

1.2.1 入栈

1.2.2 出栈

2. 栈的代码实现(采用数组栈):

2.1 结构体:

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2.2 StackInit函数:

//初始化栈
void StackInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
  if (ps->a == NULL)
  {
    perror("realloc fail:");
    exit(-1);
  }
  ps->capacity = 4;
  ps->top = 0;
}

2.3 StackDestory函数:

// 销毁栈
void StackDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
  ps->capacity = 0;
  ps->top = 0;
}

2.4 StackPush 函数:

// 入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType data)
{
  assert(ps);
  //扩容
  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] = data;
  ps->top++;
}

2.5 StackTop函数:

// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  return ps->a[ps->top-1];
}

2.6 StackPop函数:

// 删除栈顶元素
void StackPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  ps->top--;
}

2.7 StackEmpty函数:

// 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(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}

2.8 StackSize函数:

//获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}

3. 完整代码:

3.1 Stack.h(函数的定义):

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
//动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
  STDataType* a;
  int top; // 栈顶
  int capacity; // 容量
}ST;
// 初始化栈
void StackInit(ST* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(ST* ps);
// 入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType data);
// 删除栈
void StackPop(ST* ps);
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps);
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* 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(ST* ps);

3.2 Stack.c(功能函数):

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
//初始化栈
void StackInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
  if (ps->a == NULL)
  {
    perror("realloc fail:");
    exit(-1);
  }
  ps->capacity = 4;
  ps->top = 0;
}
// 销毁栈
void StackDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
  ps->capacity = 0;
  ps->top = 0;
}
// 入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType data)
{ 
  assert(ps);
  //扩容
  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] = data;
  ps->top++;
}
// 删除栈顶元素
void StackPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  ps->top--;
}
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  return ps->a[ps->top - 1];
}
// 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 
bool StackEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}

3.3 Text.c:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
void TextStack1()
{
  ST st;
  StackInit(&st);
  StackPush(&st, 1);
  StackPush(&st, 2);
  StackPush(&st, 3);
  StackPush(&st, 4);
  StackPush(&st, 5);
  printf("%d\n", StackTop(&st));
  //printf("size:%d\n", StackSize(&st)); // 不关心底层实现
  //printf("size:%d\n", st.top);  // 关心
  //printf("size:%d\n", st.top + 1);  // 关心
  StackPop(&st);
  StackPop(&st);
  StackPop(&st);
  StackPop(&st);
  printf("%d\n", StackTop(&st));
  //StackPop(&st);
  StackDestroy(&st);
}
int main()
{
  TextStack1();
  return 0;
}


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