一： 栈
1.栈的概念及和结构
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. 栈的实用
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。
3. 栈接口实现
Stach.h:
// 下面是定长的静态栈的结构，实际中一般不实用，所以我们主要实现下面的支持动态增长的栈 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<assert.h> #include<stdbool.h> //#define N 10 //struct Stack //{ // int a[N]; // int top; //}; 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); STDataType STTop(ST* ps); int STSize(ST* ps); bool STEmpty(ST* ps);
Stack.c:
void STInit(ST* ps) { assert(ps); ps->a = NULL; ps->capacity = 0; ps->top = 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); // 11:40 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) { assert(ps); // assert(ps->top > 0); --ps->top; } STDataType STTop(ST* ps) { assert(ps); // assert(ps->top > 0); return ps->a[ps->top - 1]; } int STSize(ST* ps) { assert(ps); return ps->top; } bool STEmpty(ST* ps) { assert(ps); return ps->top == 0; }
二： 队列
1. 队列的概念和结构
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)的原则。
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
2. 队列的实用
队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。
3. 队列接口实现
Queue.h:
#include <stdio.h> #include <assert.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> typedef int QDataType; typedef struct QueueNode { struct QueueNode* next; QDataType data; }QNode; //为了解决传二级指针的问题，有两种方法 //第一种是传哨兵位，另一种就是如下在封装一个结构体 typedef struct Queue { QNode* head; QNode* tail; int size; }Que; // 初始化队列 void QueueInit(Que* pq); // 销毁队列 void QueueDestroy(Que* pq); // 队尾入队列 void QueuePush(Que* pq, QDataType x); // 队头出队列 void QueuePop(Que* pq); // 获取队列头部元素 QDataType QueueFront(Que* pq); // 获取队列队尾元素 QDataType QueueBack(Que* pq); // 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Que* pq); // 检测队列是否为空，如果为空返回1，如果非空返回0 bool QueueEmpty(Que* pq);
Queue.c:
#include "Queue.h" void QueueInit(Que* pq) { assert(pq); pq->head = pq->tail = NULL; pq->size = 0; } void QueueDestroy(Que* pq) { assert(pq); QNode* cur = pq->head; while (cur) { QNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } pq->head = pq->tail = NULL; pq->size = 0; } void QueuePush(Que* pq, QDataType x) { assert(pq); QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); if (newnode == NULL) { perror("malloc fail"); exit(-1); } 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++; } void QueuePop(Que* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); if (pq->head->next == NULL) { free(pq->head); pq->head = pq->tail = NULL; } else { QNode* next = pq->head->next; free(pq->head); pq->head = next; } pq->size--; } QDataType QueueFront(Que* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); return pq->head->data; } QDataType QueueBack(Que* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); return pq->tail->data; } bool QueueEmpty(Que* pq) { assert(pq); return pq->head == NULL; } int QueueSize(Que* pq) { assert(pq); return pq->size; }
三：扩展
实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。如操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。环形队列可以使用数组实现，也可以使用循环链表实现。
