数据结构---详解栈

一、栈的概念和结构

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。

实现栈这样的数据结构使用数组和链表都可以，但是数组的结构更有一点

二、顺序栈的基本操作

1、准备工作

• 创建三个文件，分别是：
• 头文件stack.h、源文件stack.c、测试文件test.c
  

2、创建栈的数据结构

typedef int STDataType;
//创建数组结构体
typedef struct Stack {
	STDataType* arr;
	int top;
	int capacity;
}ST;

3、栈的初始化

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

	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

4、栈的销毁

void STDestroy(ST* ps)
{
	if (ps->arr != NULL)
	{
		free(ps->arr);
	}
	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

5、入栈

void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	//空间不够
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
	//空间足够
	ps->arr[ps->top++] = x;
}

6、判断栈是否为空

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

7、出栈

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

	--ps->top;
}

8、取栈顶元素

STDataType* StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->arr[ps->top - 1];
}

9、有效数据个数

DataType* SizeTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

三、代码总览

stack.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

typedef int STDataType;
//创建数组结构体
typedef struct Stack {
	STDataType* arr;
	int top;
	int capacity;
}ST;

//初始化
void STInit(ST* ps);
//栈销毁
void STDestroy(ST* ps);

//入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x);

//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);
//出栈
void StackPop(ST* ps);

//取栈顶数据
STDataType* StackTop(ST* ps);

//获取栈的有效数据个数
STDataType* SizeTop(ST* ps);

stack.c

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"stack.h"

//初始化
void STInit(ST* ps)
{
	assert(ps);

	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

//栈销毁
void STDestroy(ST* ps)
{
	if (ps->arr != NULL)
	{
		free(ps->arr);
	}
	ps->arr = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

//入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	//空间不够
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
	//空间足够
	ps->arr[ps->top++] = x;
}

//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}

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

	--ps->top;
}

//取栈顶元素
STDataType* StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->arr[ps->top - 1];
}

//栈中有效数据个数
STDataType* SizeTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

test.c

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"stack.h"

void test()
{
	//初始化
	ST st;
	STInit(&st);

	//入栈
	StackPush(&st, 1);
	StackPush(&st, 2);
	StackPush(&st, 3);
	StackPush(&st, 4);

	//出栈
	/*StackPop(&st);
	StackPop(&st);
	StackPop(&st);
	StackPop(&st);*/

	//出栈打印
	while (!StackEmpty(&st))
	{
		STDataType top = StackTop(&st);
		printf("%d ", top);
		StackPop(&st);
	}

	STDestroy(&st);
}

int main()
{
	test();

	return 0;
}