栈和队列的实现

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前言 ：

栈和队列的实现与链表的实现很相似，新瓶装旧酒，没什么新东西。

可以参考这篇文章：

-------------------------无头单向不循环链表和带头双向循环链表的创建---------------------------

栈

逻辑图： 

 这里我们写顺序栈，不写链栈，因为栈数据的插入只能从栈顶入，栈顶出，这里链栈的优势就没有了，而大多数人所认为的另一个优势是顺序栈容易满？我们难道不能动态开一个，写一个checkcapacity吗，让他满了自动扩容，虽然有空间的损失，但这个并不是什么问题。再一个顺序栈的开辟与释放更为简单，直接释放掉动态开辟的数组空间就好。（当然，链栈也有其优势，但我更认可顺序栈）

头文件： 

#include 
#include 
#include 
#include 

typedef int DataType;
typedef struct Stack
{
	DataType* data;
	int top;
	int capacity;
}Stack;

void Init(Stack *st);
void Push(Stack* st, DataType x);
void Pop(Stack* st);
DataType GetTop(Stack* st);
bool Empty(Stack* st);
void Destroy(Stack* st);
int Size(Stack* st);

Test文件(main)：

#include "join_stack.h"

void Test();

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

void Test()
{
	Stack st;
	Init(&st);
	Push(&st, 1);
	Push(&st, 2);
	Push(&st, 3);
	Push(&st, 4);
	Push(&st, 5);
	Push(&st, 6);

	printf("size = %d\n", Size(&st));
	while (!Empty(&st))
	{
		printf("%d ", GetTop(&st));
		Pop(&st);
	}
	putchar('\n');

	Destroy(&st);
}

函数源文件：

#include "join_stack.h"

void Init(Stack* st)
{
	assert(st);

	st->data = NULL;
	st->top = 0;
	st->capacity = 0;
}

void Push(Stack* st, DataType x)
{
	assert(st);

	if (st->capacity == st->top)
	{
		int newcapacity = (st->capacity == 0) ? 4 : st->capacity * 2;

		DataType* temp = (DataType*)realloc(st->data, sizeof(DataType) * newcapacity);
		if (temp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}

		st->data = temp;
		st->capacity = newcapacity;
	}

	st->data[st->top++] = x;
}

void Pop(Stack* st)
{
	assert(st);
	assert(st->top > 0);

	st->top--;
}

DataType GetTop(Stack* st)
{
	assert(st);
	assert(st->top > 0);

	return st->data[st->top - 1];
}

bool Empty(Stack* st)
{
	assert(st);

	return (st->top == 0);
}

void Destroy(Stack* st)
{
	assert(st);

	free(st->data);
	st->data = NULL;
	st->top = st->capacity = 0;

}

int Size(Stack* st)
{
	assert(st);
	
	return st->top;
}

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队列 

逻辑图：

队列我们就用链式结构，这和链表非常像，只是不能在中间插入，而且只能尾进头出。 

头文件：

#include 
#include 
#include 
#include 

typedef int DataType;
typedef struct Queue
{
	DataType data;
	struct Queue *next;
}Queue;

typedef struct Q
{
	Queue* head;
	Queue* tail;
	int size;
}Q;

void Init(Q *qq);
void Destroy(Q* qq);
void QueuePush(Q* qq, DataType x);
void QueuePop(Q* qq);
DataType GetQueueFrontNum(Q* qq);
DataType GetQueueBackNum(Q* qq);
bool Empty(Q* qq);
int Size(Q* qq);

 Test文件(main):

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "newQueue.h"

void Test();
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

void Test()
{
	Q qq;
	Init(&qq);
	QueuePush(&qq, 1);
	QueuePush(&qq, 2);
	QueuePush(&qq, 3);
	printf("%d ", GetQueueFrontNum(&qq));
	
	QueuePop(&qq);
	printf("%d \n", GetQueueFrontNum(&qq));

	QueuePush(&qq, 3);
	QueuePush(&qq, 4);
	QueuePush(&qq, 5);
	int head_num = GetQueueFrontNum(&qq);
	int tail_num = GetQueueBackNum(&qq);
	printf("%d %d\n", head_num, tail_num);

	printf("size = %d\n", Size(&qq));

	Destroy(&qq);
}

函数源文件：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "newQueue.h"

void Init(Q* qq)
{
	assert(qq);
	qq->head = NULL;
	qq->tail = NULL;
	qq->size = 0;
}

void QueuePush(Q* qq, DataType x)
{
	assert(qq);

	Queue* temp = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
	if (temp == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	temp->data = x;
	temp->next = NULL;

	if (qq->tail == NULL)
		qq->head = qq->tail = temp;
	else
	{
		qq->tail->next = temp;
		qq->tail = temp;
	}
		
	qq->size++;
}

void QueuePop(Q* qq)
{
	assert(qq);
	assert(!Empty(qq));

	if (qq->head == qq->tail)
	{
		free(qq->head);
		qq->head = qq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		Queue* next = qq->head->next;
		free(qq->head);
		qq->head = next;
	}

	qq->size--;
}

DataType GetQueueFrontNum(Q* qq)
{
	assert(qq);
	assert(!Empty(qq));

	return qq->head->data;
}

DataType GetQueueBackNum(Q* qq)
{
	assert(qq);
	assert(!Empty(qq));

	return qq->tail->data;
}

bool Empty(Q* qq)
{
	assert(qq);

	return qq->size == 0;
}

void Destroy(Q* qq)
{
	assert(qq);
 
	Queue *cur = qq->head;
    while(cur)
    {
        Queue *next = cur->next;
        free(cur);
        cur = next;
    }
    qq->head = qq->tail = NULL;
    qq->size = 0;
}

int Size(Q* qq)
{
	assert(qq);

	return qq->size;
}