一、栈的定义
栈（Stack）是一种常见的数据结构，它是一种“后进先出”（Last In First Out，LIFO）的数据结构。栈可以看做是一种特殊的线性表，只能在栈顶进行插入和删除操作。栈顶是允许操作的，而栈底是固定的。
二、栈的分类
当我们了解栈的定义之后，我们就能大概知晓其实现方式无非就是顺序表或者单链表。根据其实现方式，我们又能将栈分为顺序栈与链式栈。
因为单链表头插的效率O(1)明显比尾差O(N)更高，所以我们用单链表实现栈时最好以链表的头为栈顶。如果一定要以尾节点作为栈顶的话，最好以双向链表来实现。本章实现链表栈时以头节点作为栈顶。
三、栈的声明
3.1 顺序栈
顺序栈的声明需要一个指向一块空间的指针a，指向栈顶下一个元素的top，以及标志栈大小的capacity。
typedef int STDataType; typedef struct Stack { STDataType* a;//动态数组 int top;//栈顶的后一个 int capacity;//数组大小 }ST;
当然也有实现top指向当前栈顶元素的，只不过这时top初始化要为-1，这样才能在填入元素时刚好指向栈顶元素。
3.2 链式栈
链式栈的声明只需要一个top指针，以及栈的容量capacity。
typedef struct SListNode { STDataType data; struct SListNode* next; }SListNode; typedef struct Stack { SListNode* top; int size; }Stack;
四、栈的操作实现
顺序栈与链式栈的初始化分别与顺序表，链表的初始化大致相同。顺序栈先预先分配一块空间，而链式栈可以先初始为NULL，我们本章节就以顺序栈为例来进行讲解
4.1 栈的初始化
void StackInit(ST* ps) { assert(ps); ps->a = NULL; ps->top = 0; ps->capacity = 0; }
4.2 销毁栈
void StackDestroy(ST* ps) { assert(ps); free(ps->a); ps->a = NULL; ps->top = ps->capacity = 0; }
4.3 入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); if (ps->top = ps->capacity) { STDataType newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2; STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType)); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail"); } ps->a = tmp; ps->capacity = newcapacity; } ps->a[ps->top] = x; ps->top++; }
4.4 出栈
void StackPop(ST* ps) { assert(ps); assert(ps->top > 0); ps->top--; }
4.5 获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps) { assert(ps); assert(ps->top > 0); return ps->a[ps->top - 1]; }
4.6 获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps) { assert(ps); return ps->top; }
4.7 检测栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps) { assert(ps); return ps->top == 0; }
注意：虽然出栈等操作代码简单，但也需要严格使用函数接口，尽可能避免自己写代码，否则容易造成结构混乱。
五、完整代码
5.1 Stack.h
#include<iostream> #include<stdlib.h> #include<stdbool.h> #include<assert.h> typedef int STDataType; typedef struct Stack { STDataType* a;//动态数组 int top;//栈顶的后一个 int capacity;//数组大小 }ST; // 初始化栈 void StackInit(ST* ps); // 销毁栈 void StackDestroy(ST* ps); // 入栈 void StackPush(ST* ps, STDataType data); // 出栈 void StackPop(ST* ps); // 获取栈顶元素 STDataType StackTop(ST* ps); // 获取栈中有效元素个数 int StackSize(ST* ps); // 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 bool StackEmpty(ST* ps);
5.2 Stack.c
#include"Stack.h" void StackInit(ST* ps) { assert(ps); ps->a = NULL; ps->top = 0; ps->capacity = 0; } void StackDestroy(ST* ps) { assert(ps); free(ps->a); ps->a = NULL; ps->top = ps->capacity = 0; } void StackPush(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); if (ps->top = ps->capacity) { STDataType newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2; STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType)); if (tmp == NULL) { perror("realloc fail"); } ps->a = tmp; ps->capacity = newcapacity; } ps->a[ps->top] = x; ps->top++; } void StackPop(ST* ps) { assert(ps); assert(ps->top > 0); ps->top--; } STDataType StackTop(ST* ps) { assert(ps); assert(ps->top > 0); return ps->a[ps->top - 1]; } int StackSize(ST* ps) { assert(ps); return ps->top; } bool StackEmpty(ST* ps) { assert(ps); return ps->top == 0; }
