【数据结构从青铜到王者】第四篇:数据结构之栈

系列文章目录

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前言

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一、栈的概念及结构

1.栈的概念

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.栈的结构

二、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。

1.定义数组动态增长的栈struct Stack

代码如下：

typedef int STDataType;
struct Stack       //动态增长的栈
{
     
	STDataType* a;
	int top;        //栈顶
	int capacity;   //容量
};

2.初始化栈StackInit函数

先给栈分配4个容量的空间，方便以后扩容。
代码如下：

void StackInit(struct Stack* pst)
{
     
	assert(pst);
	pst->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType)* 4);
	pst->top = 0;
	pst->capacity = 4;
}

3.销毁栈StackDestroy函数

释放出动态增加的空间，防止内存泄露
代码如下：

void StackDestroy(struct Stack* pst)
{
     
	assert(pst);
	free(pst->a);
	pst->a = NULL;
	pst->a = pst->capacity = 0;
}

4.入栈StackPush函数

首先判断栈的容量，然后在栈顶写入数据。
代码如下：

void StackPush(struct Stack* pst, STDataType x)
{
     
	assert(pst);
	if (pst->top == pst->capacity)   //容量不够则增加容量
	{
     
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a,sizeof(STDataType)*pst->capacity * 2);
		if (tmp == NULL)
		{
     
			printf("开辟空间失败!\n");
			exit(-1);  //0是正常退出，-1是异常退出
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity = pst->capacity * 2;
	}
	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}

5.出栈StackPop函数

在栈顶删除数据，注意判断栈是否为空。
代码如下：

void StackPop(struct Stack* pst)
{
     
	assert(pst);
	assert(!(StackEmpty(pst)));
	pst->top--;
}

6.获取栈顶数据StackTop函数

代码如下：

STDataType StackTop(struct Stack* pst)
{
     
	assert(pst);
	assert(!(StackEmpty(pst)));
	return pst->a[pst->top - 1];  //top减一就是栈顶数据
}

7.判断栈是否为空StackEmpty函数

直接看栈顶top是否有数据
代码如下：

bool StackEmpty(struct Stack* pst)
{
     
	assert(pst);
	return pst->top == 0;
}

8.求出栈的大小StackSize函数

其中top从0开始top的大小就是栈中数据的多少

代码如下：

STDataType StackSize(struct Stack* pst)
{
     
	return pst->top;
}

结果：

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总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了数据结构中栈的的使用，对于栈提供了一些简便方法帮助我们解题，能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现起来更容易写，以后会发现结构会带来很多优势，我们务必掌握。另外，如果有需要源码的私信我即可。还有，，如果上述有任何问题，请懂哥指教，不过没关系，主要是自己能坚持，更希望有一起学习的同学可以帮我指正，但是如果可以请温柔一点跟我讲，爱与和平是永远的主题，爱各位了。