数组栈的实现

今天的内容是关于我们如何用数组来实现栈，我们先来看一下我们对栈的定义是什么

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。

所以栈是满足先进后出的，我们把一个数据放入到栈中称为入栈，当我们从栈顶取出元素的时候，我们称这个操作就是出栈，我们如果用图来表示的话就是下面这个图

如果我们出栈的话也是在上面的栈顶进行出栈的，这就是栈的特点，这里要区分一个东西，这个是数据结构中的栈，而不是我们的函数栈帧的这个栈,还有就是我们的栈溢出不是指我们数据结构的栈数据满了，而是在栈上的时候我们这个栈满了，之前我们在C语言学习中的栈是用来存储局部变量这些东西的。

那今天我们就来用代码实现一个简单的栈。

首先我们和之前一样，先定义我们的结构体是个什么样子的

可以发现这个和我们之前认识的顺序表是不是差不多，就只是以前顺序表的时候我们的top是size，现在我们的top的含义就是指向我们这个栈的栈顶元素，但是我们之前就说过其实数据结构是没有一定的规定，我们的top这里也是可以表示这个数据的个数，那我们后面在实现接口函数要注意就就只有取栈顶的元素的时候要-1就行，我们这里top表示的就是栈顶的元素

那第一个函数就是我们对这个栈进行初始化，这里初始化的时候我们的top给的就是表示栈顶元素，那我们如果个top的值是0的话就会有问题，所以这里我们得从-1开始才是最合适的。

void Init(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = -1;
}

这个就是我们的初始化函数的实现，其实初始化没什么需要注意的地方，下面我们再来实现我们的压栈，我们都知道压栈的时候如果空间不够的时候，就会出现问题，所以我们需要进行扩容，扩容的条件就是当我们top+1 == capacity的时候，就需要扩容， 扩容在我们的顺序表中有讲解这里就直接给大家看代码了。

void Push(ST* ps, STDateType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->top + 1 == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDateType* tmp =(STDateType*) realloc(ps->a, sizeof(STDateType) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->capacity = newcapacity;
		ps->a = tmp;
	}
	ps->top++;

	ps->a[ps->top] = x;
}

这里我们push之后一定不能忘记++

有了扩容就有我们对空间进行释放，释放就是我们realloc出来的内存，我们这里就只要释放它就行，它是我们结构体的内容，我们用一级指针就可以进行解决了。
下面是代码

void Dstory(ST* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->capacity = 0;
}

入栈的代码写好之后我们就要些出栈，那出栈有什么值得我们需要注意的地方吗，首先我们这个栈不能为空吧，其次就是我们出栈就是把栈顶元素拿掉，就是我们的top，那我们直接–不就行了吗，因为下一次进来的时候只需要进行的操作就是入栈，入栈会覆盖上面的值。

void Pop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top >= 0);
	ps->top--;
}

写完这些剩下的就是一些基本操作，我们直接来实现就行了

STDateType Top(ST* ps);



bool Empty(ST* ps);

int Size(ST* ps);

STDateType Top(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->a[ps->top];
}


bool Empty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == -1;
}




int Size(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top + 1;
}

那完整的代码以及测试的代码就放在下边了。

Stack.h

#include
#include
#include
#include

typedef int STDateType;
typedef struct Stack
{
	STDateType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;


void Init(ST* ps);

void Push(ST* ps, STDateType x);

void Pop(ST* ps);

STDateType Top(ST* ps);

void Dstory(ST* ps);

bool Empty(ST* ps);

int Size(ST* ps);

#include"stack.h"


void Init(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = -1;
}

void Push(ST* ps, STDateType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->top + 1 == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDateType* tmp =(STDateType*) realloc(ps->a, sizeof(STDateType) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->capacity = newcapacity;
		ps->a = tmp;
	}
	ps->top++;

	ps->a[ps->top] = x;
}


void Pop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top >= 0);
	ps->top--;
}


void Dstory(ST* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->capacity = 0;
}

STDateType Top(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->a[ps->top];
}


bool Empty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == -1;
}




int Size(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top + 1;
}

那今天的satck就分享到这里，我们下次再见。