🤡前言

本篇博客主要记录的是栈和队列的学习和总结。

👍栈

😠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。
栈的后进先出视图如下：

---

😠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。

代码实现：
Stack.h

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <assert.h>

// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;
	int _top; // 栈顶
	int _capacity; // 容量
}Stack;
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps);
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);

---

Stack.c

// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 5);
	ps->_capacity = 5;
	ps->_top = 0;
}

// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	if (ps->_capacity == ps->_top)
	{
		//扩容
		STDataType* p = (STDataType*)realloc(ps->_a, sizeof(STDataType) * ps->_capacity * 2);
		if (p == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			return;
		}
		else {
			ps->_a = p;
			ps->_capacity *= 2;
			printf("realloc finish\n");
		}
	}
	ps->_a[ps->_top++] = data;
}

// 出栈
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->_top <= 0)
	{
		printf("nothing to pop\n");
		return;
	}
	ps->_top--;
}

// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->_a);
	return ps->_a[ps->_top - 1];
}

// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}

// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top > 0 ? 0 : 1;
}

// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	free(ps->_a);
	ps->_a = NULL;
	ps->_capacity = 0;
	ps->_top = 0;
}

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test.c

int main()
{
	Stack ps;
	// 初始化栈
	StackInit(&ps);
	//入栈
	StackPush(&ps, 1);
	StackPush(&ps, 2);
	StackPush(&ps, 3);
	StackPush(&ps, 4);
	StackPush(&ps, 5);
	StackPush(&ps, 6);
	//出栈
	StackPop(&ps);
	StackPop(&ps);
	StackPop(&ps);
	//获取栈顶元素
	STDataType ret = StackTop(&ps);
	// 获取栈中有效元素个数
	int sz = StackSize(&ps);
	// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
	int t = StackEmpty(&ps);
	// 销毁栈
	StackDestroy(&ps);
	return 0;
}

👍队列

😠队列的概念及结构

队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出FIFO(First In First Out)
入队列：进行插入操作的一端称为队尾。
出队列：进行删除操作的一端称为队头。

😠队列的实现

队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。
入队：

出队

空队列
front = NULL，rear = NULL。

代码实现
Queue.h

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <malloc.h>

// 链式结构：表示队列
typedef int QDataType;
typedef struct QListNode
{
	struct QListNode* _pNext;
	QDataType _data;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{
	QNode* _front;
	QNode* _rear;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 
int QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);

Queue.c

// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q)
{
	assert(q);
	q->_front = q->_rear = NULL;
}

// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{
	QNode* node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	node->_data = data;
	node->_pNext = NULL;
	if (q->_rear == NULL)
	{
		q->_front = q->_rear = node;
	}
	else
	{
		q->_rear->_pNext = node;
		q->_rear = node;
	}
}

// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{
	if (q->_front == NULL)
	{
		printf("nothing to pop\n");
		return;
	}
	QNode* node = q->_front;
	q->_front = q->_front->_pNext;
	node->_pNext = NULL;
	free(node);
}

// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
	return q->_front->_data;
}

// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
	return q->_rear->_data;
}

// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
	int sz = 0;
	QNode* p = q->_front;
	while (p != NULL)
	{
		sz++;
		p = p->_pNext;
	}
	return sz;
}

// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 
int QueueEmpty(Queue* q)
{
	return q->_rear == NULL ? 1 : 0;
}

// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{
	q->_rear = NULL;
	while (q->_front)
	{
		QNode* p = q->_front;
		q->_front = p->_pNext;
		p->_pNext = NULL;
		free(p);
	}
}

test.c

int main()
{
	Queue q;
	// 初始化队列
	QueueInit(&q);
	// 队尾入队列
	QueuePush(&q, 1);
	QueuePush(&q, 2);
	QueuePush(&q, 3);
	QueuePush(&q, 4);
	print(&q);
	// 队头出队列
	QueuePop(&q);
	print(&q);
	// 获取队列头部元素
	printf("%d\n", QueueFront(&q));
	// 获取队列队尾元素
	printf("%d\n", QueueBack(&q));
	// 获取队列中有效元素个数
	printf("%d\n", QueueSize(&q));
	// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 
	printf("%d\n", QueueEmpty(&q));
	// 销毁队列
	QueueDestroy(&q);
	print(&q);
	return 0;
}

💡总结

记录队列和栈的学习利用代码实现，如有BUG的话还请指正。