C语言实现 栈的基本操作（结构体定义、初始化、销毁、入栈、出栈、判空等等）

1.栈的概念及结构

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。栈中的元素遵循**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。出数据在栈顶。

接下来让我们实现一个栈，首先我们需要想，栈的实现用数组好还是链表好呢？
答案是数组较好一些。
由于栈的操作只在栈顶进行，对于尾插尾删等，数组的效率更好一些，链表的尾插尾删要找尾和尾的前一个，效率较低，如果实在想用链表可以用链表的头插，链表的头插头删效率还不错。

2.栈的结构体部分

动态数组
这里的top从0开始，标识尾的下一个。

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

3.栈的初始化

这里会改变结构体，所以传结构体的地址，即用一级指针传参。

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

4.栈的销毁

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

5.入栈

void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)  //空间不够就增容
	{
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : (ps->capacity) * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType)*newCapacity);

		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}

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

6.出栈

void StackPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));

	ps->top--;
}

7.取栈顶元素

STDataType StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));

	return ps->a[ps->top - 1];
}

8.判断栈是否为空

bool StackEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}

9.栈的大小

int StackSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

10.总的函数接口代码

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

void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : (ps->capacity) * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType)*newCapacity);

		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}

	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
void StackPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));

	ps->top--;
}

STDataType StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));

	return ps->a[ps->top - 1];
}
bool StackEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}
int StackSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

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