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。
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。
2.1定义一个动态栈
1. typedef int STDataType; 2. 3. typedef struct Stack 4. { 5. STDataType* a; 6. int top; 7. int capacity; 8. }ST;
2.2栈的初始化
1. void STInit(ST* ps) 2. { 3. assert(ps); 4. ps->a = NULL; 5. ps->top = 0; 6. ps->capacity = 0; 7. 8. }
2.3栈的销毁
1. void STDestroy(ST* ps) 2. { 3. assert(ps); 4. free(ps->a); 5. ps->a = NULL; 6. ps->top = ps->capacity = 0; 7. }
2.4数据进栈
数据进栈的话首先要考虑一下是否需要扩容，所以先判断一下top是否等于capacity，如果满了的话再判断一下capacity是否是第一次扩容，如果是的话则扩容至4，不是的话则扩2倍，再对空间进行扩容，这里巧妙地利用了realloc这个库函数，因为如果需要扩容的这个空间是0，则相当于是malloc，扩容完之后就将数据放进top这个位置，然后再将top++，这样才会使得top一直是栈顶元素的下一个位置。
void STPush(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); if (ps->top == ps->capacity) { int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4:ps->capacity * 2; STDataType* tmp = (STDataType*) realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * newCapacity); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail"); exit(-1); } ps->a = tmp; ps->capacity = newCapacity; } ps->a[ps->top] = x; ps->top++; }
2.5数据出栈
先保证这个栈不是空的，top>0才有数据可以出。出栈直接top--就行了。
1. void STPop(ST* ps, STDataType x) 2. { 3. assert(ps); 4. //空 5. assert(ps->top > 0); 6. --ps->top; 7. }
2.6栈的数据个数
1. int STSize(ST* ps) 2. { 3. assert(ps); 4. return ps->top; 5. }
2.7判断栈是否为空
1. bool STEmpty(ST* ps) 2. { 3. assert(ps); 4. return ps->top == 0; 5. }
2.8获取栈顶元素
这里需要注意一下，栈顶元素的位置是top-1.
1. STDataType STTop(ST* ps) 2. { 3. assert(ps); 4. assert(ps->top > 0); 5. return ps->a[ps->top - 1]; 6. }
完整代码
Stack.h:
#pragma once #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<assert.h> #include<stdbool.h> typedef int STDataType; typedef struct Stack { STDataType* a; int top; int capacity; }ST; void STInit(ST* ps); void STDestroy(ST* ps); void STPush(ST* ps,STDataType x); void STPop(ST* ps); int STSize(ST* ps); bool STEmpty(ST* ps); STDataType STTop(ST* ps);
Stack.c:
void STInit(ST* ps) { assert(ps); ps->a = NULL; ps->top = 0; ps->capacity = 0; } void STDestroy(ST* ps) { assert(ps); free(ps->a); ps->a = NULL; ps->top = ps->capacity = 0; } void STPush(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); if (ps->top == ps->capacity) { int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4:ps->capacity * 2; STDataType* tmp = (STDataType*) realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * newCapacity); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail"); exit(-1); } ps->a = tmp; ps->capacity = newCapacity; } ps->a[ps->top] = x; ps->top++; } void STPop(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); //空 assert(ps->top > 0); --ps->top; } int STSize(ST* ps) { assert(ps); return ps->top; } bool STEmpty(ST* ps) { assert(ps); return ps->top == 0; } STDataType STTop(ST* ps) { assert(ps); assert(ps->top > 0); return ps->a[ps->top - 1]; }
