[数据结构]栈

news2024/11/16 9:52:10

1.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。

此图来源与网络

这里我们可以比作肉串,我们先把肉串好,后串上的肉,是先吃的.

2.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。

这里我就用数组来实现一下,感兴趣的可以用链表实现一下

个人感觉这个的写法比较类似顺序表

我们先创建栈,然后定义相应的功能

Stack.h

#pragma once
// 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);

注意:栈只能从后面入栈,从后面出栈.

#include"Stack.h"
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->top = 0;
	ps->capacity = 0;
}
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{

	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	ps->a[ps->top] = data;
	ps->top++;
}
bool STEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top == 0;
}
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!STEmpty(ps));
	ps->top--;
}
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!STEmpty(ps));

	return ps->a[ps->top - 1];
}
int STSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top;
}

最后我们来测试一下相关的功能

#include"Stack.h"
int main()
{
	Stack s;
	StackInit(&s);
	StackPush(&s, 1);
	StackPush(&s, 2);
	StackPush(&s, 3);

	int top = StackTop(&s);
	printf("%d ", top);
	StackPop(&s);

	StackPush(&s, 4);
	StackPush(&s, 5);

	while (!STEmpty(&s))
	{
		int top = StackTop(&s);
		printf("%d ", top);
		StackPop(&s);
	}

	StackDestroy(&s);

	return 0;
}

我们预期的结果是输入的倒着的,所以结果应该是 3 5 4 2 1

我们运行一下: