【数据结构—栈的实现（数组栈）】

news2024/12/25 12:49:09

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

文章目录

前言

一、栈

1.1栈的概念及结构

二、栈的实现

2.1头文件的实现—Stack.h

2.2源文件的实现—Stack.c

2.3源文件的测试—test.c

三、栈的实际测试数据展示

3.1正常的出入栈展示：

3.2进栈同时也在出栈的展示：

前言

世上有两种耀眼的光芒，一种是正在升起的太阳，一种是正在努力学习编程的你!一个爱学编程的人。各位看官，我衷心的希望这篇博客能对你们有所帮助，同时也希望各位看官能对我的文章给与点评，希望我们能够携手共同促进进步，在编程的道路上越走越远！

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、栈

1.1栈的概念及结构

数组：数组一般适合尾插和尾删，所以一般栈顶在尾部。
双向链表实现：尾插、尾删和头插、头删都一样，都符合后进先出的原则，所以栈顶可以是头，也可以是尾。
单链表实现：适合头插和头删，栈顶只能是头。

栈的规则：后进去的要先出来（后进先出）联想弹夹

top：两种设计方案
1、如果top指向栈顶元素，设空栈时，给top == 0,那么当空栈中插入一个元素时，由于top指向的是栈顶元素，top还是0，此时没法区分到底是空栈还是有一个元素的栈，那就设空栈时，给top == -1，当在栈中插入一个元素时，top == 0；
2、如果top指向栈顶元素的下一个位置，设空栈时，给top == 0，当在栈中插入一个元素时，top指向栈顶元素的下一个位置，所以top == 1（也可以看成top就是栈中的数据个数）

二、栈的实现

2.1头文件的实现—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;//标识栈顶的位置
	int capacity;
}ST;

//初始化
void STInit(ST* pst);
//销毁
void STDestory(ST* pst);

//压栈
void STPush(ST* pst, STDataType x);
//出栈
void STPop(ST* pst);

//获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst);

//判空
bool STEmpty(ST* pst);

//统计栈内元素个数
int STSize(ST* pst);

2.2源文件的实现—Stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"

//初始化
void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = NULL;
	//表示top指向栈顶元素的下一个位置
	pst->top = 0;

	//表示top指向栈顶元素
	//pst->top = -1;

	pst->capacity = 0;
}
//销毁
void STDestory(ST* pst)
{
	assert(pst);
	free(pst->a);
	pst->a = NULL;
	pst->capacity = pst->top = 0;
}

//压栈
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{
	assert(pst);
	//判断数组栈空间是否足够
	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--;
}

//获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	return pst->a[pst->top - 1];
}

//判空
bool STEmpty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	//判断数组栈为空
	//1、如果top是指向栈顶元素的下一个位置，那当top == 0时，栈为空
	//2、如果top时指向栈顶元素，那当top == -1时，栈为空
	/*if (pst->top == 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}*/
	return pst->top == 0;
}

//统计栈内元素个数
int STSize(ST* pst)
{
	assert(pst);
	//1、如果top指向栈顶元素的话，栈内元素的个数为top+1；
	//2、如果top指向栈顶元素的下一个位置的话，栈内元素的个数为top；
	return pst->top;
}

2.3源文件的测试—test.c

#include "Stack.h"

int main()
{
	ST s;
	STInit(&s);
	STPush(&s, 1);
	STPush(&s, 2);
	STPush(&s, 3);
	printf("%d ", STTop(&s));
	STPop(&s);
	STPush(&s, 4);
	STPush(&s, 5);

	//入栈顺序（一种）  --  出栈顺序（多种）
	//是一对多的关系
	while (!STEmpty(&s))
	{
		printf("%d ", STTop(&s));
		STPop(&s);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}