栈(stack)和队列(queue)

简介: 栈(stack)和队列(queue)

一、栈的概念

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

二、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。

三、实现栈(数组实现)

typedef int STDataType;
struct Stack
{
    STDataType* p;
    int top;
    int capacity;
};
void StackInit(Stack* ps)
{
ps->p = (STDataType*)malloc(sizeof(Stack));
ps->top = 0;
ps->capacity = 4;

void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
    if (ps->capacity == ps->top)
    {
        //增容
        Stack* tmp = realloc(ps->p, sizeof(Stack) * ps->capacity * 2);
        if (tmp == NULL)
        {
            perror("ERROR:");
            exit(-1);
        }
        ps->p = tmp;
        tmp = NULL;
        ps->capacity *= 2;
    }
    ps->p[ps->top] = data;
    ps->top++;
}

void StackPop(Stack* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
ps->top--;
}

1. STDataType StackTop(Stack* ps)
2. {
3. assert(ps);
4. assert(!StackEmpty(ps));
5. return ps->p[ps->top - 1];
6. }
  1. bool StackEmpty(Stack* ps)
  2. {
  3. return ps->top == 0;
  4. //空返回1;非空返会0;
  5. }

void StackDestroy(Stack* ps)
{
assert(ps);
free(ps->p);
ps->p = NULL;
ps->top = 0;
ps->capacity = 0
}

四、队列的概念

队列:只允许在一端进行插入数据操作,在另一端进行删除数据操作的特殊线性表,队列具有先进先出

FIFO(First In First Out)

入队列:进行插入操作的一端称为 队尾

出队列:进行删除操作的一端称为 队头

五:队列的实现

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
    struct QueueNode* next;
    QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
    QNode* head;
    QNode* tail;
    int size;
}Queue;

队列的初始化:void QueueInit(Queue* pq);

void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->head = pq->tail = NULL;
pq->size = 0;
}

队列的销毁:void QueueDestroy(Queue* pq);

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    QNode* cur = pq->head;
    while (cur)
    {
        QNode* del = cur;
        cur = cur->next;
        free(del);
    }
    pq->head = pq->tail = NULL;

入队:void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
    assert(pq);
    QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
    if (newnode == NULL)
    {
        perror("malloc fail");
        exit(-1);
    }
    else
    {
        newnode->data = x;
        newnode->next = NULL;
    }
    if (pq->tail == NULL)
    {
        pq->head = pq->tail = newnode;
    }
    else
    {
        pq->tail->next = newnode;
        pq->tail = newnode;
    }
    pq->size++;
}

出队:void QueuePop(Queue* pq);

void QueuePop(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    assert(!QueueEmpty(pq));
    if (pq->head->next == NULL)
    {
        free(pq->head);
        pq->head = pq->tail = NULL;
    }
    else
    {
        QNode* del = pq->head;
        pq->head = pq->head->next;
        free(del);
        del = NULL;
    }
    pq->size--;
}

获取队头元素:QDataType QueueFront(Queue* pq);

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}

获取队尾元素:QDataType QueueBack(Queue* pq);

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}

判断队列是否为空:bool QueueEmpty(Queue* pq);

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}

队列的元素个数:int QueueSize(Queue* pq);

int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}

初次写博客,望大家多多支持鼓励!!!

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