1.栈
1.1栈的结构和概念
栈（Stack）是一种特殊的线性数据结构，它遵循后进先出（LIFO，Last In First Out）的原则。栈只允许在一端插入和删除数据，这一端被称为栈顶（top），另一端被称为栈底（bottom）。
就像弹匣一样，先压进去的子弹会最后被发射，最后压进去的子弹反而最先被发射
1.2栈的实现 (数组)
栈的基本功能：
- push(元素)：将元素压入栈顶。
- pop()：从栈顶删除元素，并返回该元素。如果栈为空，则此操作可能会导致错误。
- peek() 或 top()：返回栈顶元素，但不删除它。
- Empty()：检查栈是否为空。
- size()：返回栈中元素的数量。
Stack.h
#pragma once
// 支持动态增长的栈
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
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
#include"Stack.h"
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps) {
assert(ps);
ps->_a = NULL;
ps->_capacity = 0;
ps->_top = 0;
}
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data) {
assert(ps);
//扩容
if (ps->_top == ps->_capacity)
{
int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 2 : ps->_capacity * 2;
STDataType* newa = (STDataType*)realloc(ps->_a,newcapacity * sizeof(STDataType));
if (newa == NULL)
{
perror("realloc");
return;
}
ps->_capacity = newcapacity;
ps->_a = newa;
}
ps->_a[ps->_top] = data;
ps->_top++;
}
// 出栈
void StackPop(Stack* ps) {
assert(ps);
assert(ps->_top > 0);
ps->_top--;
}
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps) {
assert(ps);
assert(ps->_top > 0);
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;//为空就是真，返回非0
}
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps) {
assert(ps);
ps->_top = 0;
ps->_capacity = 0;
free(ps->_a);
ps->_a = NULL;
}2.队列（单链表）
2.1队列的概念和结构
队列（Queue）是一种特殊的线性表，它遵循先进先出（FIFO）的原则，即最早进入队列的元素将最先从队列中移除。队列只允许在表的前端（front）进行删除操作，称为出队，而在表的后端（rear）进行插入操作，称为入队。
先进先出，后进后出
2.2队列的实现(链表)
-
入队（Push）：在队列的尾部添加一个元素。
-
出队（Pop）：从队列的头部移除一个元素，并返回该元素。
-
判断队列是否为空（Empty）：检查队列是否不包含任何元素。
-
获取队列大小（Size）：返回队列中当前元素的数量。
-
查看队头元素（Front）：返回队列头部的元素，但不从队列中移除它。
-
查看队尾元素（Back）：返回队列尾部的元素，但不从队列中移除它
Queue.h
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int QDataType;
// 链式结构：表示队列
typedef struct QListNode
{
struct QListNode* _next;
QDataType _data;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{
QNode* _front;
QNode* _rear;
int size;
}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
#include"Queue.h"
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q) {
assert(q);
q->size = 0;
q->_front = NULL;
q->_rear = NULL;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data) {
assert(q);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("QueuePush()::malloc()");
return;
}
newnode->_data = data;
newnode->_next = NULL;
//队列为NULL
if (q->_front == NULL)
{
q->_front = q->_rear = newnode;
}
else
{
q->_rear->_next = newnode;
q->_rear = q->_rear->_next;
}
q->size++;
}
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q) {
assert(q);
assert(q->size != 0);
//单个节点
if (q->_front == q->_rear)
{
free(q->_front);
q->_front = q->_rear = NULL;
}
//多个节点
else
{
QNode* next = q->_front->_next;
free(q->_front);
q->_front = next;
}
q->size--;
}
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q) {
assert(q);
assert(q->_front);//队头不能为NULL
return q->_front->_data;
}
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q) {
assert(q);
assert(q->_rear);//队尾不能为NULL
return q->_rear->_data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q) {
return q->size;
}
// 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) {
assert(q);
return q->size == 0;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q) {
assert(q);
QNode* cur = q->_front;
while (cur)
{
QNode* next = cur->_next;
free(cur);
cur = next;
}
q->_front = q->_rear = NULL;
q->size = 0;
//这个应该留给用户去释放
/*free(q);
q = NULL;*/
}
