数据结构—栈的C语言实现

目录

一、栈的概念及结构

二、结构体定义

三、初始化栈

四、入栈

五、出栈

六、获取栈元素

七、获取栈中有效元素个数

八、检查栈是否为空

九、销毁栈

一、栈的概念及结构

1.栈的概念                                                                                                                                    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。
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

2.栈的实现
栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。

二、结构体定义

typedef int STDataType;

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

三、初始化栈

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

四、入栈

首先要检查栈的容量是否能支持下一个元素入栈，若第一次栈的容量为空，就需要先给栈开辟一定的空间，下一次若量不够时就需要扩容二倍或者更多，这里扩容倍数可以根据实际问题进行更改，因为数组是连续的就需要使用realloc函数来进行扩容，要注意的是，realloc函数需要的第二个参数是扩容之后新的容量大小；最后让x放到ps->a[ps->top]位置，ps->top++

void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		ps->a = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (ps->a == NULL)
		{
			printf("realloc failn");
			exit(-1);
		}
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}

五、出栈

首先需要确保栈中有效元素大于个数0才能出栈，栈为空就没有元素出不了栈；将指向栈顶元素的数组下标ps->top--就相当于将原来栈顶元素ps->a[ps->top]给删除了，也就是出栈了

void StackPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);

	--ps->top;
}

六、获取栈元素

获取栈元素也是首先要确保栈中有效元素大于0；获取栈元素需要从栈顶获取，因为ps->top对应的是数组最后一个元素（栈顶元素）下一个位置的下标，所以要获取栈元素，就需要返回数组下标为ps->top-1对应的元素

STDataType StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);

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

七、获取栈中有效元素个数

ps->top对应的就是栈中有效元素个数

int StackSize(ST* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top;
}

八、检查栈是否为空

ps->top==0为真，栈就为空

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

九、销毁栈

这里的栈是动态开辟连续数组，销毁栈，只需要free掉数组的头指针就可以了

void StackDestory(ST* ps)
{
	assert(ps);

	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}