在C语言中，栈（Stack）通常可以使用数组或链表来实现。这里，我将给出使用数组来实现栈的示例，并提供栈的基本操作：初始化栈、判断栈是否为空、入栈、出栈以及获取栈顶元素。
栈的定义
首先，我们需要定义一个结构体来表示栈，并包含栈顶指针、栈的大小以及存储数据的数组。
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#include <stdio.h> |
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#include <stdlib.h> |
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#include <stdbool.h> |
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#define MAX_STACK_SIZE 100 // 定义栈的最大容量 |
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typedef struct { |
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int top; // 栈顶指针，-1表示栈为空 |
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int capacity; // 栈的最大容量 |
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int* array; // 存放栈元素的数组 |
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} Stack; |
栈的初始化
初始化栈时，需要为数组分配内存，并设置栈顶指针为-1（表示空栈）。
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Stack* createStack(int capacity) { |
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Stack* stack = (Stack*)malloc(sizeof(Stack)); |
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if (!stack) { |
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exit(1); // 内存分配失败 |
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} |
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stack->capacity = capacity; |
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stack->top = -1; |
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stack->array = (int*)malloc(stack->capacity * sizeof(int)); |
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if (!stack->array) { |
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free(stack); |
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exit(1); // 内存分配失败 |
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} |
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return stack; |
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} |
判断栈是否为空
通过检查栈顶指针是否为-1来判断栈是否为空。
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bool isEmpty(Stack* stack) { |
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return stack->top == -1; |
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} |
入栈操作
入栈操作将新元素放在栈顶，并更新栈顶指针。
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bool push(Stack* stack, int data) { |
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if (stack->top == stack->capacity - 1) { |
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// 栈已满，无法入栈 |
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return false; |
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} |
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stack->array[++stack->top] = data; // 先增加栈顶指针，再存放数据 |
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return true; |
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} |
出栈操作
出栈操作移除栈顶元素，并返回该元素的值。同时更新栈顶指针。
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bool pop(Stack* stack, int* data) { |
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if (isEmpty(stack)) { |
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// 栈为空，无法出栈 |
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return false; |
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} |
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*data = stack->array[stack->top--]; // 先取出数据，再减少栈顶指针 |
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return true; |
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} |
获取栈顶元素
获取栈顶元素但不移除它。
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bool peek(Stack* stack, int* data) { |
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if (isEmpty(stack)) { |
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// 栈为空 |
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return false; |
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} |
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*data = stack->array[stack->top]; |
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return true; |
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} |
销毁栈
销毁栈时，需要释放栈所使用的内存。
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void destroyStack(Stack* stack) { |
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if (stack) { |
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free(stack->array); |
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free(stack); |
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} |
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} |
测试栈的功能
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int main() { |
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Stack* stack = createStack(MAX_STACK_SIZE); |
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push(stack, 1); |
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push(stack, 2); |
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push(stack, 3); |
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int topElement; |
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peek(stack, &topElement); |
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printf("Top element is: %d\n", topElement); |
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pop(stack, &topElement); |
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printf("Popped element is: %d\n", topElement); |
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peek(stack, &topElement); |
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printf("Top element is: %d\n", topElement); |
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destroyStack(stack); |
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return 0; |
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} |
上述代码展示了如何使用数组来实现栈，并提供了栈的基本操作。需要注意的是，这种实现方式在栈的大小超过MAX_STACK_SIZE时会失败。在实际应用中，可能需要根据具体需求来选择是否使用动态调整大小的栈。此外，栈在实际应用中还可能涉及异常处理、线程安全等问题，这些在上面的简单示例中并未涉及。
