[数据结构] 栈和队列代码实现 及习题练习

栈(后进先出 Last In First Out)

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

代码实现

stack.h

#pragma once
#include 
#include 
#include 
#include 
typedef int STDataType;
typedef struct Stack{
	STDataType* _a;
	int _top;		// 栈顶
	int _capacity;  // 容量 
}Stack;
// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* 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 
int StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps);

stack.c

#pragma once
#include "stack.h"
	

//初始化
void StackInit(Stack* ps){
	assert(ps);
	ps->_top = 0;
	ps->_capacity = 0;
	ps->_a = NULL;
}
//检查容量
static void Checkcapacity(Stack* ps){
	assert(ps);
	if (ps->_capacity == ps->_top){
		int newCap = (ps->_capacity == 0 ? 2 : (ps->_capacity * 2));
		ps->_a = (STDataType*)realloc(ps->_a,newCap*(ps->_capacity)*sizeof(STDataType));
		assert(ps->_a);
		ps->_capacity = newCap;
		//printf("add capcity\n");//可以注释
	}
}
void StackPush(Stack* ps,STDataType x){
	Checkcapacity(ps);
	ps->_a[ps->_top] = x;
	ps->_top++;
}

void StackPop(Stack* ps){
	if (ps->_top == 0){
		//printf("top is 0\n");//可注释,方便调试
		return;
	
	}
	--(ps->_top);
}

int StackEmpty(Stack* ps){
	assert(ps);
	return ps->_top==0;
}



void StackDestory(Stack* ps){
	assert(ps);
	if (ps->_a){
		free(ps->_a);
		ps->_a = NULL;
		ps->_capacity = 0;
		ps->_top = 0;
	}
}

队列(先进先出 FIFO)

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) 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

 代码实现

 queue.h

#pragma once
#include 
#include 
#include 
#include 
typedef  int QDataType;
typedef struct QListNode{
	QDataType _data;
	struct QListNode* _next;
	
}QNode;

// 队列的结构 
typedef struct Queue{
	QNode* _front;
	QNode* _rear;
}Queue;

// 初始化队列 
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列 
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列 
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素 
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素 
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数 
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 
int QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列 
void QueueDestroy(Queue* q);

 queue.c

#include "queue.h"
void QueueInit(Queue* q){
	assert(q);
	q->_front = NULL;
	q->_rear = NULL;

}
void QueuePush(Queue* q,QDataType x){
	assert(q);
	QNode* Node = (QNode*)calloc(1,sizeof(QNode));
	assert(Node);
	Node->_data = x;
	if (q->_front == NULL){
		q->_front = q->_rear = Node;
	}
	else{
		q->_rear->_next = Node;
		q->_rear = Node;
	}
}

void QueuePop(Queue* q){
	assert(q);
	Queue* head = q->_front;
	if (head == NULL)return;
	if (head == q->_rear){  //判断是否为一个节点
		q->_rear=q->_front = q->_front->_next;
		free(head);
	}
	else{
		q->_front = q->_front->_next;
		free(head);
	}
}


QDataType QueueFront(Queue* q){
	return q->_front->_data;
}

QDataType QueueBack(Queue* q){
	return q->_rear->_data;
}

int QueueEmpty(Queue* q){
	return q->_front == NULL;
}


int QueueSize(Queue* q){
	QNode* cur;
	int count = 0;
	for (cur = q->_front; cur; cur = cur->_next){
		count++;
	}
	return count;
}

void QueueDestory(Queue* q){
	if (q->_front == NULL){
		return;
	}

	while (q->_front){
		QueuePop(q);
	}
}

习题自测:

1. 括号匹配问题。 力扣_20

2. 用队列实现栈。 力扣_225

3. 用栈实现队列。 力扣_232

4. 设计循环队列。 力扣_622

本次习题较为简单啦,这里就不作赘述.