文章目录
- 栈
- 1 代码位置
- 2 概念与结构
- 1.1概念
- 1.2结构
- 2 栈的实现
- 2.1 栈的初始化和销毁
- 2.1.1 初始化
- 2.1.2 销毁
- 2.2 栈顶插入和删除数据
- 2.2.1 栈顶插入数据（压栈）
- 2.2.2 栈顶删除数据（出栈）
- 2.3 返回栈顶数据
- 2.4 返回栈的有效数据个数
- 2.5 打印栈中数据
栈
1 代码位置
[gitee](Stack/Stack · petrichor/2024-summer-c-language - 码云 - 开源中国 (gitee.com))
2 概念与结构
1.1概念
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。
1.2结构
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。
数组尾插时间复杂度：O(1) 链表尾插时间复杂度：O(N)
2 栈的实现
因为栈的底层是数组，所以栈的实现方法和动态顺序表大致相同，且因为栈只能在栈顶出和入数据，所以栈还要更简单一些
Stack.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include<stdbool.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* arr;
STDataType capacity;
STDataType top;
}ST;
//初始化和销毁
void STInit(ST*);
void STDestroy(ST*);
//栈顶---入数据,出数据
void StackPush(ST*, STDataType);
void StackPop(ST*);
//判空
bool StackEmpty(ST*);
//取栈顶元素
STDataType StackTop(ST*);
//获取栈中有效元素个数
int STSize(ST*);
test.c
- 用来测试我们写的函数(函数的调用)
- 这一部分就是自己写的时候用的测试用例，随便什么都行
最好是写一个方法测试一次，不然找错误的时候会很痛苦😜
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
void STTest01()
{
ST st;
STInit(&st);
StackPush(&st, 1);
StackPush(&st, 2);
StackPush(&st, 3);
StackPush(&st, 4);
StackPush(&st, 5);
//StackPop(&st);
//StackPop(&st);
//StackPop(&st);
//StackPop(&st);
//StackPop(&st);
//
printf("size: %d\n", STSize(&st));
while (!StackEmpty(&st))
{
STDataType data = StackTop(&st);
printf("%d ", data);
StackPop(&st);
}
printf("\n");
printf("size: %d\n", STSize(&st));
}
int main()
{
STTest01();
return 0;
}
Stack.c
函数方法的实现，重点重点！！！
在每一个方法的第一排都使用assert宏来判断ps是否为空（避免使用时传入空指针，后续解引用都会报错）
2.1 栈的初始化和销毁
2.1.1 初始化
void STInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
2.1.2 销毁
void STDestroy(ST*ps)
{
assert(ps);
if (ps->arr)
free(ps->arr);
ps->arr = NULL;
ps->top = ps->capacity = 0;
}
注：栈的特性决定了它无法被遍历和随机访问和插入数据，只能在栈顶操作！！！所以打印方法不能和顺序表一样遍历,具体方法会在后面讲到
2.2 栈顶插入和删除数据
2.2.1 栈顶插入数据（压栈）
插入数据的时候一定要判断空间是否足够，不足要增容，一般2倍或3倍增容！！！
养成好习惯，不要用arr直接接收动态开辟空间的地址，否则开辟失败arr变为NULL，连原来的内存块都找不到了，这就造成了内存泄漏！！！
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);
//空间是否足够
if (ps->top == ps->capacity)
{
int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newcapacity * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
ps->arr = tmp;
ps->capacity = 2 * newcapacity;
}
ps->arr[ps->top++] = x;
}
2.2.2 栈顶删除数据（出栈）
删除数据的时候一定要判断栈是否为空，即top不能为0！！！
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
--ps->top;
}
- 只要让top–即可，不影响后来的插入(数据会被覆盖)
2.3 返回栈顶数据
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
return ps->arr[ps->top-1];
}
2.4 返回栈的有效数据个数
int STSize(ST* ps)
{
return ps->top;
}
2.5 打印栈中数据
- 之前说到栈不能通过遍历来打印，所以只有通过循环取栈顶元素后再让其出栈的方式来依次打印，打印完了栈也为空了！
while (!StackEmpty(&st))
{
STDataType data = StackTop(&st);
printf("%d ", data);
StackPop(&st);
}
printf("\n");
Stack.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Stack.h"
void STInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
void STDestroy(ST*ps)
{
assert(ps);
if (ps->arr)
free(ps->arr);
ps->arr = NULL;
ps->top = ps->capacity = 0;
}
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newcapacity * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
ps->arr = tmp;
ps->capacity = 2 * newcapacity;
}
ps->arr[ps->top++] = x;
}
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
--ps->top;
}
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
return ps->arr[ps->top-1];
}
int STSize(ST* ps)
{
return ps->top;
}
对于栈这一种结构的实现，因为和顺序表差别不大，更细节的内容就没有过多赘述，对以数组作为底层结构的线性表的实现方法有什么疑问的话，推荐先去看这一篇哦->顺序表的实现方法
以上就是栈的实现方法啦，各位大佬有什么问题欢迎在评论区指正，您的支持是我创作的最大动力！❤️
