【数组栈】实现

目录

栈的概念及其结构

栈的实现

数组栈

链式栈

 栈的常见接口实现

主函数Test.c

头文件&函数声明Stack.h

头文件

函数声明

函数实现Stack.c

初始化SLInit

扩容Createcapacity

压栈STPush

出栈STPop

栈顶元素STTop

判断栈是否为空STempty

栈内元素个数STSzie

数组栈空间释放STDestroy

数组栈总代码 

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我们已经学习过了【线性表】中的顺序表和链表。今天开始进入栈和队列。栈和队列是顺序表和链表的延续，也是一种线性表（线性表在逻辑上也是连续的）。大体结构上都很相似，所以大家学习起来也会很容易的。但是栈和队列也有自己独特的性质，学习也需要特别注意哦。

栈的概念及其结构

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。

栈中的数据元素遵守 后进先出 / 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。出数据也在栈顶。 

 

【先进后出/后进先出】可以类比【弹夹】

栈的实现

了解了栈的概念，如何实现栈呢？

根据前面博文我们可以【数组栈】和【链式栈】 

数组栈

数组栈比较简单，也是快速容易实现，首先就是【数组栈】实现。

链式栈

链式栈分为【单链表】和【双向链表】去实现栈。毋庸置疑，【双向链表实现】栈顶可以是尾巴，也可以是头，因为双向链表的头插/头删和尾插/尾删都是很方便的。

但是为了节省资源，我们用【单链表】该怎样去设计呢？

单链表实现栈：栈顶只能是单链表头（头插/头删易），栈底只能是单链表尾（头删很复杂）

 

 栈的常见接口实现

• 断言NULL/Pop==0情况
• 改变结构体用指针
• top的指向
• 单个数据直接用，多个数据用结构体包含起来
• 数组的数据访问用数组下标即可访问
• pst和pst->a搞清楚！
• 入栈顺序是只有一种，但是出栈顺序有多种！！

主函数Test.c

#include"Stack.h"
int main()
{
	ST pst;//创建结构体
	STInit(&pst);//传地址是修改结构体内部
	STPush(&pst, 1);
	STPush(&pst, 2);
	STPush(&pst, 3);
	STPush(&pst, 4);
	STPush(&pst, 5);
	while (!STempty(&pst))
	{
		printf("%d ", STTop(&pst));
		STPop(&pst);
	}
	STDestroy(&pst);
}

由于栈是其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。所以栈的访问是必须先Pop弹出元素才能访问下一个元素。

	while (!STempty(&pst))
	{
		printf("%d ", STTop(&pst));
		STPop(&pst);
	}

头文件&函数声明Stack.h

头文件

#pragma once
#include
#include
#include
#include

函数声明

• 创建结构体

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

• 初始化

void STInit(ST* pst);

• 释放销毁

void STDestroy(ST* pst);

• 压栈

void STPush(ST* pst, STDatatype x);

• 出栈

void STPop(ST* pst);

• 栈顶元素

STDatatype STTop(ST* pst);

• 判断栈是否为NULL

bool STempty(ST* pst);

• 栈内的元素个数 

int STSize(ST* pst);

函数实现Stack.c

初始化SLInit

 如果初始化 top=0：表示栈内元素的个数。作为a[top]指针指向栈顶元素的下一个。

 如果初始化 top=-1：表示数组元素的下标。作为a[top]指针指向栈顶元素。 

#include"Stack.h"
void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = 0;
//表示top指向栈顶元素的下一个位置
	pst->top = 0;
//表示top指向栈顶元素
	//pst->top = -1;
	pst->capacity = 0;
}

扩容Createcapacity

void Createcapacity(ST* pst)
{
	//扩容
	if (pst->top == pst->capacity)
	{
		int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : 2 * pst->capacity;
		ST* tmp = (ST*)realloc(pst->a, sizeof(ST) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity = newcapacity;
	}
}

压栈STPush

void STPush(ST* pst, STDatatype x)
{
	assert(pst);
	Createcapacity(pst);
	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}

出栈STPop

void STPop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	pst->top--;
}

栈顶元素STTop

STDatatype STTop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	return pst->a[pst->top-1];
}

判断栈是否为空STempty

bool STempty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top == 0;//为0就是true 为！=0就是为flase
}

栈内元素个数STSzie

int STSize(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top;
}

数组栈空间释放STDestroy

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

数组栈总代码 

//Test.c
#include"Stack.h"
int main()
{
	ST pst;
	STInit(&pst);
	STPush(&pst, 1);
	STPush(&pst, 2);
	STPush(&pst, 3);
	STPush(&pst, 4);
	STPush(&pst, 5);
	while (!STempty(&pst))
	{
		printf("%d ", STTop(&pst));
		STPop(&pst);
	}
	STDestroy(&pst);
}
//Stack.h
#pragma once
#include
#include
#include
#include

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

void STInit(ST* pst);
void STDestroy(ST* pst);
void STPush(ST* pst, STDatatype x);
void STPop(ST* pst);
STDatatype STTop(ST* pst);
bool STempty(ST* pst);
int STSize(ST* pst);
//Stack.c
#include"Stack.h"
void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = 0;
	pst->top = 0;
	pst->capacity = 0;
}

void Createcapacity(ST* pst)
{
	//扩容
	if (pst->top == pst->capacity)
	{
		int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : 2 * pst->capacity;
		ST* tmp = (ST*)realloc(pst->a, sizeof(ST) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity = newcapacity;
	}
}

void STPush(ST* pst, STDatatype x)
{
	assert(pst);
	Createcapacity(pst);
	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}

void STPop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	pst->top--;
}

STDatatype STTop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	return pst->a[pst->top-1];
}


bool STempty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top == 0;//为0就是true 为！=0就是为flase
}


int STSize(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top;
}


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

✔✔✔✔✔最后，感谢大家的阅读，若有错误和不足，欢迎指正！各位小伙伴乖乖敲代码哦。 

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