c语言实现栈(顺序栈,链栈)(下)

简介: c语言实现栈(顺序栈,链栈)

2.4 判空(判断"栈"是否为空)


链栈(不带头版本的)的初始状态是栈顶指针指向NULL.


bool STEmpty(SLStackNode* ps)//判断是否为空栈
{
  if (ps == NULL)
  {
    return true;
  }
  else
    return false;
}


2.5 打印"栈顶"元素


栈顶元素即,栈顶指针指向的结点的数据域.


void PrintSTTop(SLStackNode* ps)//打印栈顶元素
{
  assert(ps);
  printf("%d ", ps->data);
}


2.6 返回"栈顶"元素


stacktype STTop(SLStackNode* ps)//返回栈顶元素
{
  assert(ps);
  return ps->data;
}


2.7 返回"链栈"的长度(有效数据的个数)


遍历这个栈即可求出栈的长度.(但其实一般情况下,栈是不允许遍历的,栈顶元素不出去,我们原则上不能访问栈顶下面的元素).


代码:


int LengthStack(SLStackNode* ps)
{
  int count = 0;
  if (ps == NULL)//如果栈顶指针指向NULL,表示栈中没有元素
  {
    return 0;
  }
  SLStackNode* tail = ps;//代替头指针遍历
  while (ps)
  {
    count++;//如果该结点不为空,则有效数据个数+1
    ps = ps->next;
  }
  return count;//返回有效数据的个数
}


2.8 "链栈"的销毁


与"链表"销毁类似.


void STDestory(SLStackNode* ps)//栈的销毁
{
  SLStackNode* del = ps;
  SLStackNode* next = ps;//用于记录下一个结点
  while (next)
  {
    next = next->next;
    free(del);
    del = next;
  }
  //保持习惯置空
  next == NULL;
  del = NULL;
}


总结:


虽然链表和顺序表可以实现"栈",并且效率上,二者差距不大.


但是如果了解过寄存器的小伙伴,应该知道,如果数据在物理上是连续存储的,更加有利于数据的读取.


寄存器:


寄存器是CPU内部用来存放数据的一些小型存储区域,用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。


因为cpu不是直接从硬盘读取数据的(嫌弃硬盘太慢了),而是通过寄存器(访问速度很快).


数据先被加载到缓存,此时如果数据在物理上是连续存储的,则在加载数据到缓存时,刚好将后面要读的数据也读走了,这样再读下一个数据时,就不需要再去硬盘读了.


🌰栗子:




综上,还是稍微建议使用顺序栈有一点点优势.


总代码


"顺序栈"总代码


声明区(stack.h)


#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
typedef  int stacktype;
typedef struct stack
{
  stacktype* data;
  int top;
  int capacaity;
}ST;
void InitST(ST* ps);
void STPush(ST* ps, stacktype x);//压栈
void STPop(ST* ps);//出栈
void PrintSTTop(ST* ps);//打印栈顶元素
bool STEmpty(ST* ps);//判断是否为空栈
stacktype STTop(ST* ps);//返回栈顶元素
void STDestory(ST* ps);//栈的销毁


接口实现区( stack.c)


#include "stack.h"
//初始化栈
void InitST(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->top = -1;
  ps->capacaity = 4;
  ps->data = (stacktype*)malloc(ps->capacaity * sizeof(stacktype));
}
//压栈
void STPush(ST* ps, stacktype x)
{
  assert(ps);
  if (ps->top+1 == ps->capacaity)
  {
    ps->capacaity *= 2;
    stacktype* tmp = (stacktype*)realloc(ps->data, ps->capacaity * sizeof(stacktype));
    if(tmp == NULL)
    {
      printf("增容失败\n");
    }
    ps->data = tmp;
  }
  ps->top++;
  ps->data[ps->top] = x;
}
//出栈
void STPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!STEmpty(ps));
  ps->top--;
}
//打印栈顶元素
void PrintSTTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  printf("%d", ps->data[ps->top]);
}
//判断是否为空栈,是空返回真
bool STEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  if (ps->top == -1)//如果"栈"为空,则栈顶的下标为-1;
  {
    return true;
  }
  return false;
}
//返回栈顶元素
stacktype STTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->data[ps->top];//反追栈顶元素
}
//栈的销毁
void STDestory(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->data);//释放栈空间
  ps->data = NULL;
  ps->top = -1;
  ps->capacaity = 0;
}


测试区(test.c)


#include "stack.h"
void test1()
{
  ST st1;
  InitST(&st1);
  STPush(&st1, 1);//压栈
  STPush(&st1, 2);//压栈
  STPush(&st1, 3);//压栈
  STPush(&st1, 4);//压栈
  int a=STTop(&st1);
  printf("栈顶元素为%d\n", a);
  while (!STEmpty(&st1))
  {
    PrintSTTop(&st1);//打印栈顶元素
    STPop(&st1);
  }
  STDestory(&st1);
}
int main()
{
  test1();
  return 0;
}


"链栈"总代码:


声明区(SLStack.h)


#pragma once
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
typedef int stacktype;
// 链栈的类型
typedef struct SLStackNode
{
    stacktype data;
    struct SLStackNode* next;
}SLStackNode;
//SLStackNode* InitStack();
void STPush(SLStackNode** pps, stacktype x);//压栈
void STPop(SLStackNode** pps);//出栈
void PrintSTTop(SLStackNode* ps);//打印栈顶元素
bool STEmpty(SLStackNode* ps);//判断是否为空栈
stacktype STTop(SLStackNode* ps);//返回栈顶元素
int LengthStack(SLStackNode* ps);//返回栈的长度
void STDestory(SLStackNode* ps);//栈的销毁


接口实现区(SLStack.c)


#include "SLStack.h"
//SLStackNode* InitStack()
//{
//  SLStackNode* newnode = (SLStackNode*)malloc(sizeof(SLStackNode));
//  if (newnode == NULL)
//  {
//    perror("newnode malloc fail");
//  }
//  return newnode;
//}
SLStackNode* BuyNode(stacktype x)//创建新结点
{
  SLStackNode* newnode = (SLStackNode*)malloc(sizeof(SLStackNode));
  assert(newnode);//防止申请结点失败
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  return newnode;
}
//入栈
void STPush(SLStackNode** pps, stacktype x)//压栈.相当于链表的头插
{
  assert(pps);
  //获取新的结点
  SLStackNode* newnode = BuyNode(x);
  newnode->next = *pps;
  *pps = newnode;
}
void STPop(SLStackNode** pps)//出栈
{
  assert(pps);//二级指针不可能为空,如果为空就一定是传错了
  assert(*pps);//防止空链栈的删除操作
  SLStackNode* head = *pps;//记录栈顶元素的地址
  *pps = (*pps)->next;//将栈顶向下移动一位
  free(head);//释放栈顶空间
}
void PrintSTTop(SLStackNode* ps)//打印栈顶元素
{
  assert(ps);
  printf("%d ", ps->data);
}
bool STEmpty(SLStackNode* ps)//判断是否为空栈
{
  if (ps == NULL)
  {
    return true;
  }
  else
    return false;
}
stacktype STTop(SLStackNode* ps)//返回栈顶元素
{
  assert(ps);
  return ps->data;
}
int LengthStack(SLStackNode* ps)
{
  int count = 0;
  if (ps == NULL)
  {
    return 0;
  }
  SLStackNode* tail = ps;
  while (ps)
  {
    count++;
    ps = ps->next;
  }
  return count;
}
void STDestory(SLStackNode* ps)//栈的销毁
{
  SLStackNode* del = ps;
  SLStackNode* next = ps;//用于记录下一个结点
  while (next)
  {
    next = next->next;
    free(del);
    del = next;
  }
  //保持习惯置空
  next == NULL;
  del = NULL;
}


测试区(test.c)


#include "SLStack.h"
void test1()
{
  SLStackNode* SLStack = NULL;
  //SLStackNode* SLStack = InitStack();
  STPush(&SLStack, 1);//压栈
  STPush(&SLStack, 2);//压栈
  STPush(&SLStack, 3);//压栈
  STPush(&SLStack, 4);//压栈
  STPush(&SLStack, 5);//压栈
  STPush(&SLStack, -1);//压栈
  STPush(&SLStack, -2);//压栈
  int a = STTop(SLStack);
  printf("栈顶元素为%d\n", a);
  int length = LengthStack(SLStack);
  printf("链表的长度为:%d\n", length);
  while (!STEmpty(SLStack))
  {
    PrintSTTop(SLStack);//打印栈顶元素
    STPop(&SLStack);
  }
  STDestory(SLStack);
}
int main()
{
  test1();
  return 0;
}
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