C语言创建堆栈（顺序栈） 详细分析附源码

举个有意思的例子来解释栈：

 

对于这个现象有一种解释是因为printf函数对参数计算的顺序就是从右往左进行的，但是用栈的思想更好理解哈！因为我没有定义任何变量，因此输入的字符会存入键盘的缓冲区，就像栈一样，先输进去的后输出。 

好的，进入正题！！

先把前面引用的头文件和定义的宏拉出来：

#include
#include
const int MAX_SIZE = 5;
#define OVERFLOW 1
#define CAPACITY 1

1、下面定义的栈是用来存储整型的，所以在开辟空间时会强制类型转换成（int*）；

2、因为形参是实参的一份临时拷贝，如果传值进入函数，在出去时直接销毁了，因此函数我都用指针去接收，当然，引用也是可以的；

3、

首先先建立大体的框架嘿嘿，也就是我们需要实现的函数：

1、先创建一个结构体Stack

其包含了两个指针：*data 和 *top 

1）、data 指针是为了保存栈，拿来当数组用的，后面的压栈和出栈以及遍历都需要数组实现；

2）、top 指针会一直指向栈顶的元素，以实现栈只能对栈顶元素操作的特性；

3）、至于size是用来表示栈的实际大小，会随着元素的增加而增加。

struct Stack
{
	int* data;//数组首元素地址
	int size;//实际大小
	int* top;//栈顶元素
};

2、初始化函数InitStack

这里很奇怪哈，我原本是想引用的，但是我的VS编译器好像不支持还是咋回事，那所有的函数我就都用指针操作了。

1）、既然要用到数组去存储，那得先给他开个空间，数量是MAX_SIZE，类型是int；

2）、因为开辟空间也有可能失败撒，如果失败的话，那我们就直接退出程序了；

         这里的exit函数里的参数有两种情况：0表示正常退出，而非0都是异常退出，我习惯性把OVERFLOW定义为1

3）、当然一般都是开辟成功的哈，那么此时栈里并没有任何元素，因为我把size赋值为0，并且data和top都在一块。

void InitStack(struct Stack* s)
{	
	s->data = (int*)malloc(MAX_SIZE * sizeof(int));
	if (!s->data)//如果分配的内存过大，可能会分配失败
		exit(OVERFLOW);//提前终止程序,后面的语句也就不会执行了
	s->size = 0;
	s->top = s->data;
}

3、销毁栈函数

1）、在main函数里面当然是全部操作完才销毁的，但是因为想让自己养成有开辟必销毁的好习惯，防止内存泄漏，所以写完初始化函数就下意识写销毁函数啦哈哈；

2）、没啥，直接free掉即可。

void DestoryStack(struct Stack* s)//销毁栈函数 
{
	//c不比c++，当存储空间不够用时系统不会直接发生异常并退出程序
	free(s->data);//内存回收
}

4、压栈函数

1）、这里终于要多定义一个变量n来存储压栈的元素啦；

2）、不难想到压栈得要栈有空间才能压啊，因此我们先分析栈没有空间时：

         这里直接让栈顶元素的下标减去栈底元素的下标去和MAX_SIZE比较即可

3）、如果没满直接压栈就行：

         此时的size还是0，刚好就指向第一个元素的下标咯，赋值后，top和size++即可。

void Push(struct Stack* s, int n)
{
	printf("输入压栈的元素：");
	scanf_s("%d", &n);//输入需要入栈的元素
	if (s->top - s->data == MAX_SIZE)//如果栈已经满了
	{
        exit(OVERFLOW);
	}
	else//如果栈没有满，那就压栈
	{
		s->data[s->size] = n;
		s->size++;
		s->top++;
	}
}

5、出栈函数

1）、当然，想要出栈的前提是栈里面得有元素，判断的标志便是data指针指向的位置和top指针指向的位置相同，毕竟每出去一个元素，top指针会往回移一个单位，而实际大小size也会减一；

2）、需要注意的是下标与实际大小的关系是-1哈，但如果是下面这样写就不必了：

  s->top--;
  s->size--; 

  printf("出栈的元素为：%d\n", s->data[s->size]);

3）、因为出栈函数只有出栈成功和失败两种，没有说要扩容之类的，因此还可以定义bool类型，不过需要引用头文件

void Pop(struct Stack* s)
{
	if (s->top == s->data)
	{
		printf("栈为空啦！出栈失败捏！\n");
	}
	printf("出栈的元素为：%d\n", s->data[s->size-1]);
	s->top--;//top往后面移一位
	s->size--;//实际大小也应该减一位
}

6、遍历函数

1）、很显然遍历需要用到循环哈，这里就比较浅显啦

void TraveStack(struct Stack* s)
{
	printf("栈里有元素\n");
	for (int i = 0; i < s->size; i++)
	{
		printf("%d ", s->data[i]);
	}
}

其实上面这些函数已经包含了判断是否下溢上溢的情况了，下面给出完整源码：

#include
#include
#include
const int MAX_SIZE = 5;
#define OVERFLOW 1
struct Stack
{
	int* data;
	int size;
	int* top;
};
void InitStack(struct Stack* s)//初始化函数 
{	
	s->data = (int*)malloc(MAX_SIZE * sizeof(int));
	if (!s->data)
		exit(OVERFLOW);
	s->size = 0;
	s->top = s->data;
}
void DestoryStack(struct Stack* s)//销毁栈函数 
{
	free(s->data);
}
void Push(struct Stack* s, int n)
{
	printf("输入压栈的元素：");
	scanf_s("%d", &n);
	if (s->top - s->data == MAX_SIZE)
	{
		exit(OVERFLOW);
	}
	else
	{
		s->data[s->size] = n;
		s->size++;
		s->top++;
	}
}
bool Pop(struct Stack* s)//出栈函数 
{
	if (s->top == s->data)
	{
		printf("栈为空啦！出栈失败捏！\n");
	}
	printf("出栈的元素为：%d\n", s->data[s->size-1]);
	s->top--;
	s->size--;
}
void TraveStack(struct Stack* s)//遍历栈函数
{
	printf("栈里有元素\n");
	for (int i = 0; i < s->size; i++)
	{
		printf("%d ", s->data[i]);
	}
}
int main()
{
	struct Stack s;
	InitStack(&s);
	Push(&s, 1);
	Push(&s, 1);
	Push(&s, 1);
	Push(&s, 1);
	Push(&s, 1);
	Pop(&s);
	TraveStack(&s);
	DestoryStack(&s);
	return 0;
}

运行结果：

正常情况：

 上溢情况：

 下溢情况：

OVER~~~