栈的表示:
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。
栈结构的实现:
栈结构可使用数组,单链表以及双向链表来实现
用数组实现:
相当于之前顺序表的尾插,尾插用尾做了栈顶,头做栈底,放入数据或拿出数据直接尾插或尾删即可,非常合适。
用单链表实现:
若将链表的尾部视为栈顶,头部视为栈底,删除数据时需找到倒数第二个节点,比较麻烦,这时可用双向链表实现。但若将链表的第一个节点视为栈顶,最后一个节点视为栈底,删除数据或添加数据直接头删或头插即可,入栈和出栈效率均为O(1)。
用双链表实现:
使用两个指针,每次插入申请,每次删除释放,效率较低
三者均可实现栈,在这里我就使用数组吧。
以下为准备工作(三个文件,头文件,函数定义文件,以及测试文件):
Stack.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
typedef int STDataType;//将int改名,便于维护代码
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top;//栈顶
int capacity;
}ST;
//初始化
void StackInit(ST* ps);
//销毁栈
void StackDestory(ST* ps);
//栈顶插入数据(入栈)
void StackPush(ST* ps,STDataType x);
//出栈
void StackPop(ST* ps);
STDataType StackTop(ST* ps);
int StackSize(ST* ps);
bool StackEmpty(ST* ps);
栈的初始化:
可先给a开辟几个空间。初始化即可。
//初始化
void StackInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
if (ps->a == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);//不是正常结束
}
ps->capacity = 4;
ps->top = 0;//意味着top指向的是栈顶元素的下一位,若为-1,则top指向的是栈顶元素
}
栈的销毁:
释放啊,其他设为0.
//销毁栈
void StackDestory(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
栈顶插入数据(入栈):
注意当top等于capacity时,要开辟新的空间
//栈顶插入数据(入栈)
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
printf("realloc fail\n");
exit(-1);//不是正常结束
}
else
{
ps->a = tmp;
ps->capacity *= 2;
}
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
出栈:
//出栈
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->top > 0);//栈空了,调用pop,直接中止程序报错
ps->top--;
}
返回栈顶元素:
//返回栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->top > 0);
return ps -> a[ps->top - 1];
}
返回栈中数据的数目:
//返回栈中数据的数量
int StackSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
判断栈是否为空:
//判断是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}
调用:
注意:读取数据时只能删一个读一个,不能随便访问(不能破坏栈的性质)
#include"Stack.h"
int main()
{
ST st;
StackInit(&st);
StackDestory(&st);
StackPush(&st, 1);
StackPush(&st, 2);
StackPush(&st, 3);
StackPush(&st, 4);
StackPush(&st, 5);
while (!StackEmpty(&st))
{
printf("%d ", StackTop(&st));
StackPop(&st);//只能先删一个再读一个,不能随便访问
}
printf("\n");
return 0;
}