目录
- 前言
- 一、栈的介绍
- 二、数据类型重定义
- 三、栈的结构
- 四、栈中的常见操作
- 五、测试栈
- 六、栈的常见面试题
前言
前面学习的线性表中包含顺序表和链表，这两种数据结构允许在任意位置进行插入和删除，那么有没有一种数据结构是不能在任意位置进行插入删除，而只允许在一边进行插入删除的呢？？当然有的，这就是我们今天要学习的一种新的数据结构：栈
一、栈的介绍
栈是一种只允许在一端进行插入删除的数据结构，插入删除的一端叫做栈顶，不能进行插入删除的一端叫做栈底。
- 入栈：指在栈进行插入数据的操作。
- 出栈：指删除栈中的栈底元素的操作。
由于栈的特殊性质，所以栈的元素的出入会满足后进先出的原则。
二、数据类型重定义
通常情况下，为了能够方便的修改数据结构中存放的数据类型，我们会对数据类型进行重定义
三、栈的结构
在学习任何的数据结构的时候，最重要的首先是要了解这个数据结构的结构，既然栈是一种数据结构，那么就说明栈可以用来存储数据，所以栈的结构中一定包含一个数据域，由于栈需要不断对栈顶元素进行出栈，所以需要一个标记栈顶元素的指针，综合这两种，我们觉得数据域设置成数组能够方便的处理这个问题。由于是数组，如果是静态数组，就导致数组的容量不能变，容量太小，会导致不够，容量太大，导致空间浪费。因此，我们觉得动态数组能够方便处理以上问题。动态数组就涉及到扩容的问题，所以肯定需要一个变量来记录数组中的容量。
在上述的结构中，val表示栈的数据域，是一个动态的数组，top表示栈顶指针，能够标识栈顶元素的情况，capacity表示栈中的容量大小。
这里需要注意一个点：top能够表示栈顶元素的情况，是数组的下标，其初始状态可以是两种表示方法
- 第一种：top = 0，表示的是栈顶元素的下一个位置，即入栈时新元素插入的位置
- 第二种：top = -1，表示的是栈顶元素的位置，当栈为空的时候，显然没有栈顶元素，所以此时top = -1。
通常情况下，为了方便表示，我们会对定义的数据结构进行重定义
四、栈中的常见操作
学习数据结构的另一个核心就是学习如何对这些数据结构进行操作
- 常见函数接口的声明
在上面的声明中，我们发现函数参数中传的是栈的结构体地址，这是为啥呢？
我们知道栈的结构本质是一个结构体，所以结构体一般都是很大的，同时，我们在函数体中有时可能需要对栈中的内容进行修改，比如入栈和出栈，就需要改变栈中的内容，如果传的是栈的结构体，那么在函数的形参中我们知道是一份实参的拷贝，所以对形参的改变是不会影响实参的，那么我们考虑传结构体的地址，通过结构体的地址，函数就可以通过指针找到真正想改变的内容。
因此，传结构体的地址的好处有两个：
- 节省形参的空间
- 能够找到真正向改变的实参，从而改变实参的内容
- 常见函数接口的实现
- 栈的初始化
初始化函数是根据数据结构中的结构来实现的，我们知道栈中包含一个动态数组的指针和一个栈顶指针和一个容量，动态刚开始啥数据都没有，我们只需要对其置成空指针即可，栈顶指针指向的是栈顶元素在数组中的下标的下一个位置，即新元素入栈时所在的位置，当栈为空的时候，栈顶指针指向0，刚开始的容量就是0
- 销毁栈
销毁栈函数主要是完成对栈中申请的空间进行释放
-
入栈
入栈时一定要考虑栈是否已经满了，如果已经满了，则需要进行扩容，扩容时一定要注意原先栈中的容量是否为0（初始化状态），这种情况需要进行特殊处理。因为top表示的是栈顶元素的下一个位置，所以是先将元素入栈到top位置，再将top++。 -
出栈
出栈的本质就是删除栈顶元素，在出栈的时候一定要注意栈是否为空，当st->top>0时才可以进行删除数据，删除的时候并不是真的将该数据从内存中移除，而是将栈顶指针往前移一位即可。 -
返回栈顶元素
返回栈顶元素函数中，也要注意栈是否为空，如果栈为空，无法返回栈顶元素，这里需要注意，因为top表示的是栈顶元素的下一个位置，所以返回的是top的前一个位置的值，而不是返回top位置的值。 -
判空
当栈顶指针指向0的时候表示现在栈是空的状态，即初始化状态。 -
栈的大小
当栈为空的时候，top = 0，每次入栈的时候，top++,出栈的时候top–,所以top可以很好地表示栈的数据个数 -
栈的容量
在上面的函数定义中，我们发现每一个函数都需要对栈的结构体指针进行断言操作，这是为啥？
在函数的操作中，我们知道函数中需要通过栈的结构体指针找到栈中的内容，也就是需要对栈的结构体指针进行解引用，因此，这个结构体指针是一定不能为空的，否则就会出现空指针的解引用从而使程序崩溃。
五、测试栈
从上面的测试代码中，我们要学习栈的基本使用：先定义一个栈的结构体，再对这个栈进行初始化操作，后面再进行各种常见的操作。除此之外，我们还需要学习栈的遍历思路：需要一个循环来解决，当栈不为空时，先访问栈的栈顶元素，再出栈。
2.
六、栈的常见面试题
- 括号匹配：有效的括号
题目：
提交代码：
提交结果：
思路分析：
本题中采用构造一个栈来解决问题，遍历给定的字符串，当遇到左括号时，入栈，当遇到右括号时，出栈顶元素和此时的右括号进行匹配，如果匹配，继续向后遍历字符串，如果不匹配，则此时返回false,在遇到右括号时，此时还需要注意一个问题，如果此时栈中没有元素，也就是没有左括号与之匹配，则返回false。当遍历完字符串之后，需要检查此时栈是否为空，如果栈为空，则成功匹配，返回true,如果栈不为空，则匹配失败，返回false。
