数据结构线性表——栈
前言：哈喽小伙伴们，今天我们将一起进入数据结构线性表的第四篇章——栈的讲解，栈还是比较简单的哦，跟紧博主的思路，不要掉队哦。
目录
一.什么是栈
二.如何实现栈
三.栈的实现
栈的初始化
四.栈的操作
1.数据入栈
2.数据出栈
3.返回栈顶数据
4.判断空栈
5.销毁栈
6.测试栈
五.完整代码展示
1.Stack.h
2.Stack.c
3.test.c
六.总结
一.什么是栈
栈，其实是一种特殊的线性表，他只允许在线性表固定的一端进行插入和删除元素的操作。
进行插入和删除的一端称为栈顶，另一端则称为栈底。
栈中的元素遵循后进先出的原则。
其中有两个对栈中元素进行操作的专业名词：
- 压栈：栈的插入操作，也可以叫入栈或进栈，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。
二.如何实现栈
经过我们前边的学习，我们已经掌握了数据结构实现的两种方式，数组和链表。
那么对于栈，我们是用数组，还是用链表呢？？？不妨来分析一下：
关于栈的操作，主要是要方便栈顶的操作。
如果是数组栈：
数组可以直接通过下标来实现访问，方便快捷。
如果是单链表栈：
如果追求高效，就需要让单链表的头作为栈顶，因为单链表的尾部操作比较复杂。
如果是双链表栈，那么无论头尾都可。但是双链表的设计更加麻烦，空间占用也更大。
综合全局因素考虑，用数组实现栈是最合适的。
三.栈的实现
栈的初始化
//初始化
void StackInit(ST* pst)
{
assert(pst);
pst->data = NULL;
pst->capacity = 0;
pst->top = -1;
}栈的初始化和顺序表一样，但是不同于顺序表的是，栈需要一个top，表示栈顶的当前位置，方便对栈顶数据的操作。
值得注意的是，栈是以数组为基础的，而数组的下标是从0开始的，所以我们如果想让top指向当前栈顶的位置，就要初始化为-1，这样每输入一个数据，top++，就可以完全等同于数组下标啦。
四.栈的操作
1.数据入栈
数据入栈之前，我们还是要提前判断一下栈当前空间是否已满，满了则扩容：
//数据入栈
void StackPush(ST* pst, STDataType x)
{
assert(pst);
if (pst->top + 1 == pst->capacity)
{
int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->data, sizeof(STDataType) * newcapacity);
if (tmp == NULL)
{
perror("StackBush->realloc");
exit(-1);
}
pst->data = tmp;
pst->capacity = newcapacity;
}
pst->data[pst->top + 1] = x;
pst->top++;
}这些操作我们都已经很熟悉了，唯一值得注意的就是对top当前值的判断及后续操作。
2.数据出栈
//数据出栈
void StackPop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top >= 0);
pst->top--;
}出栈就很简单了，要注意的就是要断言一下是否为空栈。
3.返回栈顶数据
//返回栈顶数据
STDataType StackTop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top >= 0);
return pst->data[pst->top];
}同样需要断言一下是否为空栈。
4.判断空栈
//判断空栈
bool StackEmpty(ST* pst)
{
assert(pst);
if (pst->top >= 0)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}这里我们造一个函数来判断栈是否为空，并返回bool型数据，用于我们后续遍历栈的操作。
5.销毁栈
//销毁栈
void StackDestroy(ST* pst)
{
assert(pst);
free(pst->data);
pst->data = NULL;
pst->capacity = 0;
pst->top = -1;
}销毁也是不变的操作，将所有数据复原。
6.测试栈
是的，栈总共就上边的5种基础操作方式，因为栈仅允许在栈顶操作数据，所以没有任意位置的入栈，出栈这些操作。
下面我们就来测试：
int main()
{
ST st;
StackInit(&st);
StackPush(&st, 1);
StackPush(&st, 2);
StackPush(&st, 3);
StackPush(&st, 4);
while (StackEmpty(&st))
{
STDataType top = StackTop(&st);
printf("%d ", top);
StackPop(&st);
}
StackDestroy(&st);
return 0;
}能够看出，我们直接将所有的操作整合在一起。
想要遍历栈的数据，就需要返回一个栈顶数据，就让它出栈，再进行循环出栈，直到栈为空，也就是while循环的判断条件。
结果如下：
五.完整代码展示
1.Stack.h
#include
#include
#include
#include
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* data;
int top;
int capacity;
}ST;
//初始化
void StackInit(ST* pst);
//入栈
void StackPush(ST* pst, STDataType x);
//出栈
void StackPop(ST* pst);
//栈顶数据
STDataType StackTop(ST* pst);
//判断空栈
bool StackEmpty(ST* pst);
//销毁栈
void StackDestroy(ST* pst); 2.Stack.c
#include "Stack.h"
//初始化
void StackInit(ST* pst)
{
assert(pst);
pst->data = NULL;
pst->capacity = 0;
pst->top = -1;
}
//入栈
void StackPush(ST* pst, STDataType x)
{
assert(pst);
if (pst->top + 1 == pst->capacity)
{
int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->data, sizeof(STDataType) * newcapacity);
if (tmp == NULL)
{
perror("StackBush->realloc");
exit(-1);
}
pst->data = tmp;
pst->capacity = newcapacity;
}
pst->data[pst->top + 1] = x;
pst->top++;
}
//出栈
void StackPop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top >= 0);
pst->top--;
}
//栈顶数据
STDataType StackTop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top >= 0);
return pst->data[pst->top];
}
//判断空栈
bool StackEmpty(ST* pst)
{
assert(pst);
if (pst->top >= 0)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
//销毁栈
void StackDestroy(ST* pst)
{
assert(pst);
free(pst->data);
pst->data = NULL;
pst->capacity = 0;
pst->top = -1;
}3.test.c
#include "Stack.h"
int main()
{
ST st;
StackInit(&st);
StackPush(&st, 1);
StacKPush(&st, 2);
StackPush(&st, 3);
StackPush(&st, 4);
while (StackEmpty(&st))
{
STDataType top = StackTop(&st);
printf("%d ", top);
StackPop(&st);
}
StackDestroy(&st);
return 0;
}六.总结
栈就是在顺序表的基础上进行一些整改，如果顺序表小伙伴们已经掌握，那么栈就是小趴菜！！！
最后喜欢博主文章的小伙伴不要忘记一键三连哦！！！
我们下期再见啦！！！