⭐博客主页:️CS semi主页
⭐欢迎关注:点赞收藏+留言
⭐系列专栏:数据结构初阶
⭐代码仓库:Data Structure
家人们更新不易,你们的点赞和关注对我而言十分重要,友友们麻烦多多点赞+关注,你们的支持是我创作最大的动力,欢迎友友们私信提问,家人们不要忘记点赞收藏+关注哦!!!
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。
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。
初始化比较简单,先开个4个整型空间,这里一个细节,是ps->top是多少,我们画个图,仅仅push两个值:
当top从0开始的时候,最终top位置是在栈顶的下一个位置,而当top从-1开始的时候,最终top位置是在栈顶的位置,至于这个选哪个,是根据个人的习惯而定的,我比较喜欢从0开始。
//初始化
void StackInit(ST* ps) {
assert(ps);
//先开辟4个空间
ps->a = (StackDataType*)malloc(sizeof(StackDataType) * 4);
if (ps->a == NULL) {
perror("malloc::ps->a");
return;
}
ps->capacity = 4;
ps->top = 0; //栈顶后一个位置
//ps->top = -1; //栈顶本身的位置
}
那当然是需要判断一下开辟的栈区空间是否够了,不够就两倍的扩容,因为根据C++的STL来定义就是两倍两倍的扩容,也是很高效的,扩完容就更加简单了,直接在栈顶插入一个元素即可,将top加加即可。
代码如下:
//压栈
void StackPush(ST* ps, StackDataType x) {
assert(ps);
// 判断是否需要扩容
if (ps->capacity == ps->top) {
//扩容
StackDataType* temp = (StackDataType*)realloc(ps->a, sizeof(StackDataType) * ps->capacity * 2);
if (temp == NULL) {
perror("malloc failed");
return;
}
ps->a = temp;
ps->capacity *= 2;
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
当top为0的时候,返回false,不为空的时候返回true,这是比较简单的bool返回值。
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps) {
assert(ps);
return ps->top == 0;//是空返回false,不是空返回true
}
出栈需要判断一下栈区是否为空,不是空直接减减top即可。
//出栈
void StackPop(ST* ps) {
assert(ps);
assert(!(StackEmpty(ps)));
ps->top--;
}
我们前面埋下的伏笔,当我们的top从0开始的时候,最终位置是栈顶的下一个,而栈中的数是从0开始的,刚好已经加1过了,直接输出top即可,它就是数的数量。
//计算栈中有多少个
int StackSize(ST* ps) {
assert(ps);
return ps->top;
}
我们的伏笔又起作用了,top-1就是栈顶的元素了!
//栈顶的元素
StackDataType StackShow(ST* ps) {
assert(ps);
return ps->a[ps->top - 1];
}
销毁栈只需要将数组free掉,然后将数组为空,防止野指针,将容量和栈顶元素改为空即可。
//销毁
void StackDestroy(ST* ps) {
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = 0;
ps->top = 0;
}
Stack.h:
//利用数组
#include
#include
#include
#include
#include
typedef int StackDataType;
typedef struct Stack {
StackDataType* a;
int top; // 栈顶
int capacity; // 容量
}ST;
//初始化
void StackInit(ST* ps);
//压栈
void StackPush(ST* ps, StackDataType x);
//出栈
void StackPop(ST* ps);
//计算栈中有多少个
int StackSize(ST* ps);
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);
//销毁
void StackDestroy(ST* ps);
//栈内的元素
StackDataType StackShow(ST* ps);
Stack.c:
#include"Stack.h"
//初始化
void StackInit(ST* ps) {
assert(ps);
//先开辟4个空间
ps->a = (StackDataType*)malloc(sizeof(StackDataType) * 4);
if (ps->a == NULL) {
perror("malloc::ps->a");
return;
}
ps->capacity = 4;
ps->top = 0; //栈顶后一个位置
//ps->top = -1; //栈顶本身的位置
}
//压栈
void StackPush(ST* ps, StackDataType x) {
assert(ps);
// 判断是否需要扩容
if (ps->capacity == ps->top) {
//扩容
StackDataType* temp = (StackDataType*)realloc(ps->a, sizeof(StackDataType) * ps->capacity * 2);
if (temp == NULL) {
perror("malloc failed");
return;
}
ps->a = temp;
ps->capacity *= 2;
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
//出栈
void StackPop(ST* ps) {
assert(ps);
assert(!(StackEmpty(ps)));
ps->top--;
}
//计算栈中有多少个
int StackSize(ST* ps) {
assert(ps);
return ps->top;
}
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps) {
assert(ps);
return ps->top == 0;//是空返回false,不是空返回true
}
//销毁
void StackDestroy(ST* ps) {
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = 0;
ps->top = 0;
}
//栈内的元素
StackDataType StackShow(ST* ps) {
assert(ps);
return ps->a[ps->top - 1];
}
栈和是我们在学习数据结构初期遇见的比较简单的结构,看似简单,实则妙用很多,我们往后练习练习OJ题就知道我们这个结构的妙用了,利用这个结构进行操作让我们对于动态数组又有了新的理解。
家人们不要忘记点赞收藏+关注哦!!!