数据结构（初阶）（五）----栈

栈

概念与结构

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（先进后出）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

栈的底层结构：一般使用数组或者链表，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。

栈的实现

头文件stack.h

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

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* arr;
	int top;		//指向栈顶
	int capacity;	//空间大小

}ST;
//初始化
void STInit(ST* ps);
//销毁
void STDestory(ST* ps);
//入栈
void STPush(ST* ps,STDataType x);
//打印
void STPrint(ST* ps);
//判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* ps);
//出栈
void STPop(ST* ps);
//取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps);
//获取栈中有效数据个数
int STSize(ST* ps);

实现stack.c

初始化

//初始化
void STInit(ST* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}

销毁

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

入栈

//入栈
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	//判断空间
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		//增容
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr,newCapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("STPush()::realloc fail\n");
			exit(1);
		}
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
	ps->arr[ps->top++] = x;
}

栈是否为空

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

出栈

//出栈
void STPop(ST* ps)
{
	assert(!STEmpty(ps));
	//栈不为空
	--ps->top;
}

取栈顶元素

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

获取栈中有效元素个数

//获取栈中有效数据个数
int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

测试文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"stack.h"

void test1()
{
	ST st;
	//初始化
	STInit(&st);

	//销毁
	//STDestory(&st);

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

	出栈
	//STPop(&st);
	//STPop(&st);
	//STPop(&st);

	//打印
	STPrint(&st);

	取栈顶元素
	//while (!STEmpty(&st))
	//{
	//	int top = STTop(&st);
	//	printf("%d ",top);
	//	STPop(&st);
	//}


	//获取栈中有效数据个数
	int size = STSize(&st);
	printf("%d\n", size);
}

int main()
{
	test1();
	return 0;
}