栈和队列详解

一、栈 

栈：栈是一种特殊的线性表，它只能在一端进行插入和删除，插入和删除的一端叫做栈顶，另一端叫做栈底，插入叫做入栈，删除叫做出栈，因为它只能在一端进行插入和删除，所以它有着后进先出的规律。

 

 

用顺序表来实现栈 

// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;
	int _top;		// 栈顶
	int _capacity;  // 容量 
}Stack;

 初始化栈

// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_a = NULL;
	ps->_capacity = ps->_top = 0;
}

入栈 

//入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	if (ps->_capacity == ps->_top)
	{
		int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->_capacity;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->_a = tmp;
		ps->_capacity = newcapacity;
	}
	ps->_a[ps->_top] = data;
	ps->_top++;
}

出栈 

// 出栈 
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->_top >= 0);


	ps->_top--;
}

 获取栈顶元素

// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	return ps->_a[ps->_top - 1];
}

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

//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)
{
	assert(ps);
	if (ps->_top == 0)
		return 1;
	return 0;
}

获取栈中有效元素个数

//获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}

销毁栈 

//销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->_a);
	ps->_a = NULL;
	ps->_top = ps->_capacity = 0;
}

二、队列 

 队列：队列也是一种特殊线性表，只允许在一端进行插入，在另一端进行删除。插入的一端叫做队尾，删除的一端叫做队头，插入叫做入队，删除叫做出队，因为它是一端插入，另一端删除，所以它具有先进先出的规律。

 

 用链表实现队列

链表结点

typedef struct QListNode 
{ 
	struct QListNode* _next; 
	QDataType _data; 
}QNode; 

队列

typedef struct Queue 
{ 
	QNode* _front; 
	QNode* _rear; 
}Queue;

初始化队列

// 初始化队列 
void QueueInit(Queue* q)
{
	q->_rear = q->_front = NULL;
}

队尾入队列 

// 队尾入队列 
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{
	assert(q);
	if (q->_rear == NULL)
	{
		q->_front = q->_rear = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
		if (q->_rear == NULL)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		q->_rear->_data = data;
		q->_rear->_next = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* cur = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
		if (cur == NULL)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		q->_rear->_next = cur;
		cur->_data = data;
		cur->_next = NULL;
		q->_rear = cur;
	}
}

队头出队列

// 队头出队列 
void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->_front);
	QNode* next = q->_front->_next;
	free(q->_front);
	q->_front = NULL;
	q->_front = next;
}

获取队列头部元素

// 获取队列头部元素 
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->_front->_data;
}

获取队列队尾元素

// 获取队列队尾元素 
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->_rear->_data;
}

获取队列中有效元素的个数

// 获取队列中有效元素个数 
int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	QNode* cur = q->_front;
	int count = 0;
	while (cur)
	{
		count++;
		cur = cur->_next;
	}
	return count;
}

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

// 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)
{
	assert(q);
	if (q->_front == NULL)
		return 1;
	return 0;
}

销毁队列

// 销毁队列 
void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);
	QNode* cur = q->_front;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->_next;
		free(cur);
		cur = NULL;
		cur = next;
	}
}