【数据结构】栈

简介: 【数据结构】栈


简介:本系列博客为C数据结构系列内容,通过代码来具体实现某个经典简单数据结构
适宜人群:已大体了解C语法同学
作者留言:本博客相关内容如需转载请注明出处,本人学疏才浅,难免存在些许错误,望留言指正
作者博客链接:睡觉待开机

1.认识栈

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.栈选取设计的思路

该用数组还是链表来实现栈呢?我们在实现栈之前不妨先分析一下:

如果用数组实现栈

如果用链表来实现

综上所述,我们发现链表与数组都可以比较恰当。通常情况下,一般使用数组实现居多

下面我使用数组进行演示:

3.所有接口一览

4.各个接口的实现

注:因为在实现上很简单,因而不做详细说明。

在实现上,底层是数组,也可以说是顺序表。

1.初始化与销毁接口

void StackInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->arr = NULL;
  ps->capacity = ps->top = 0;
}
void StackDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->arr);
  ps->arr = NULL;
  ps->capacity = ps->top = 0;
  ps = NULL;
}

2.入栈出栈

void StackPush(ST* ps, STDateType x)
{
  assert(ps);
  
  if (ps->capacity == ps->top)
  {
    //初始值的情况
    int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
    STDateType* temp = (STDateType*)realloc(ps->arr, newcapacity * sizeof(STDateType));
    if (temp == NULL)
    {
      perror("malloc fail!");
      exit(-1);
    }
    ps->arr = temp;
    ps->capacity = newcapacity;
  }
  ps->arr[ps->top++] = x;
}
void StackPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top > 0);
  ps->top--;
}
STDateType StackTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->arr[ps->top - 1];
}

3.统计与判断

bool StackEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}
int StackSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}

5.全部代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
test1()
{
  ST st;
  
  StackInit(&st);
  StackPush(&st, 1);
  StackPush(&st, 2);
  StackPush(&st, 3);
  StackPush(&st, 4);
  StackPush(&st, 5);
  StackPush(&st, 6);
  while (!StackEmpty(&st))
  {
    printf("%d", StackTop(&st));
    StackPop(&st);
  }
  
  StackDestroy(&st);
}
int main()
{
  test1();
  return 0;
}
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
//用数组的方式实现栈结构
typedef int STDateType;
typedef struct Stack
{
  STDateType* arr;
  int top;
  int capacity;
}ST;
//初始化与销毁
void StackInit(ST* ps);
void StackDestroy(ST* ps);
//入栈出栈
void StackPush(ST* ps,STDateType x);
STDateType StackTop(ST* ps);
void StackPop(ST* ps);
//统计与判断
bool StackEmpty(ST* ps);
int StackSize(ST* ps);
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
void StackInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->arr = NULL;
  ps->capacity = ps->top = 0;
}
void StackDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->arr);
  ps->arr = NULL;
  ps->capacity = ps->top = 0;
  ps = NULL;
}
void StackPush(ST* ps, STDateType x)
{
  assert(ps);
  
  if (ps->capacity == ps->top)
  {
    //初始值的情况
    int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
    STDateType* temp = (STDateType*)realloc(ps->arr, newcapacity * sizeof(STDateType));
    if (temp == NULL)
    {
      perror("malloc fail!");
      exit(-1);
    }
    ps->arr = temp;
    ps->capacity = newcapacity;
  }
  ps->arr[ps->top++] = x;
}
void StackPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top > 0);
  ps->top--;
}
STDateType StackTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->arr[ps->top - 1];
}
bool StackEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}
int StackSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}

完。

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