数组栈的实现

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

Stack的Push和Pop遵循后进显先出原则

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

2.1创建栈

我们还是用结构体来作为栈的每一个单独的数据块

2.2初始化

这里我们给top赋什么值得认真考虑，需要给0吗?

如果top初始化为0,那么就会出现歧义:top==0是有一个元素还是空

所以,如果top指向栈顶元素,需要给top=-1才能区分

 如果top指向栈顶元素的下一个位置,那么给top初始化为0就可以了

两种方式在初始化的时候会有区别:

• 如果top指向栈顶元素,top=-1:
  push:
  ++top;
  a[top]=x;
• 如果top指向栈顶元素的下一个,top=0:
  push:
  a[top]=x;
  ++top;

我们这里初始化的时候就初始化为0,top就是元素个数:

2.3销毁

2.4入栈

由于top我们初始化为0,这里我们入栈的时候就需要先给值,再++:

2.5出栈

出栈就很简单了:

入栈顺序和出栈顺序是一对多的关系

一种入栈顺序可能会有多种出栈顺序,而一种出栈顺序只对应一种入栈顺序:

2.6返回栈顶元素

2.7判空

或者更简单的写法:

2.8栈的元素个数

3.总代码

Stack.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;//标识栈顶位置
	int capacity;
}ST;
//初始化
void STInit(ST* pst);
//销毁
void STDestroy(ST* pst);
//入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x);
//出栈
void STPop(ST* pst);
//返回栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst);
//判空
bool STEmpty(ST* pst);
//栈的元素个数
int STSize(ST* pst);

Stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
//初始化
void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = NULL;
	pst->capacity = 0;
	pst->top = 0;
}
//销毁
void STDestroy(ST* pst)
{
	assert(pst);
	free(pst->a);
	pst->a = NULL;
	pst->top = pst->capacity = 0;
}
//入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{
	assert(pst);
	if (pst->top == pst->capacity)
	{
		int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType * )realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity = newcapacity;
	}
	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}
//出栈
void STPop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	pst->top--;
}
//返回栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	return pst -> a[pst->top - 1];
}
//判空
bool STEmpty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	/*if (pst->top == 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}*/
	return pst->top == 0;
}
//栈的元素个数
int STSize(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
int main()
{
	ST s;
	STInit(&s);
	STPush(&s, 1);
	STPush(&s, 2);
	STPush(&s, 3);
	STPush(&s, 4);
	STPush(&s, 5);

	while (!STEmpty(&s))
	{
		printf("%d ", STTop(&s));
		STPop(&s);
	}
	printf("\n");

	return 0;
}