1.栈的基本概念
1.1栈的定义
栈是一种线性表，只能在一端进行数据的插入或删除，可以用数组或链表来实现，这里以数组为例进行说明
栈顶 ：数据出入的那一端，通常用Top表示
栈底 :相对于栈顶的另一端，也是固定的一端，不允许数据的插入和删除
空栈：不含数据的栈
1.2栈的基本操作
栈的初始化：通常用STInit(&St)表示,用来初始化一个栈St
入栈：一般用STPush(&St， x)表示，给栈St插入数据x，也叫做进栈，压栈，同时要注意是否栈满，栈满则需要扩容
出栈：一般用STPop(&St)表示，给栈St删除数据，有时也叫弹栈，需要注意是否栈空
判断栈空：用STEmpty(&St)表示，常用到判断栈空，因此封装成函数，方便使用，返回值一般用bool类型，true表示栈空，false表示栈非空
读栈顶元素：用STTop(&St)表示，栈非空则返回栈顶元素
获取数据个数：用STSize(&St)表示 ,返回数据个数
2.栈的实现
用一个结构体描述这个栈的各项数据：
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a; //栈底
int top; //栈顶
int capacity; //栈容量
}ST;
初始化栈：
void STInit(ST* pst)
{
assert(pst);
pst->a = NULL;
//top指向栈顶数据的下一个位置
pst->top = 0;
pst->capacity = 0;
}
top可以指向栈顶，也可以指向栈顶的下一个位置，top的指向会影响后续的数据插入、删除、销毁，以及判空
栈的销毁：
void STDestroy(ST* pst)
{
assert(pst);free(pst->a);
pst->a = NULL;
pst->capacity = 0;
pst->top = 0;
}
入栈：
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{
assert(pst);//扩容
if (pst->top == pst->capacity)
{
int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity* 2; //空栈则让栈空间为4
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}pst->a = tmp;
pst->capacity = newcapacity;
}
pst->a[pst->top] = x;
pst->top++;
}
利用realloc的特性，空栈则执行malloc的功能
出栈：
void STPop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top > 0); //防止栈空
pst->top--;
}
取栈顶数据：
STDataType STTop(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->a[pst->top - 1]; //返回值为STDataType
}
判空：
bool STEmpty(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->top == 0;
}
获取栈的数据个数：
int STSize(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->top;
}
3.所有代码
以数组为例实现栈，分为头文件(Stack.h)和函数实现(Stack.c)以及测试(test.c)
Stack.h：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top;
int capacity;
}ST;
//初始化栈
void STInit(ST* pst);
void STDestroy(ST* pst);
//入栈 出栈
void STPush(ST* pst, STDataType x);
void STPop(ST* pst);
//取栈顶数据
STDataType STTop(ST* pst);
//判空
bool STEmpty(ST* pst);
//获取数据个数
int STSize(ST* pst);Stack.c:
#include"Stack.h"
//初始化栈
void STInit(ST* pst)
{
assert(pst);
pst->a = NULL;
//top指向栈顶数据的下一个位置
pst->top = 0;
pst->capacity = 0;
}
void STDestroy(ST* pst)
{
assert(pst);
free(pst->a);
pst->a = NULL;
pst->capacity = 0;
pst->top = 0;
}
//入栈 出栈
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{
assert(pst);
//扩容
if (pst->top == pst->capacity)
{
int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity* 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}
pst->a = tmp;
pst->capacity = newcapacity;
}
pst->a[pst->top] = x;
pst->top++;
}
void STPop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top > 0);
pst->top--;
}
//取栈顶数据
STDataType STTop(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->a[pst->top - 1];
}
//判空
bool STEmpty(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->top == 0;
}
//获取数据个数
int STSize(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->top;
}test.c
#include"Stack.h"
int main()
{
ST s;
STInit(&s);
STPush(&s, 1);
STPush(&s, 2);
STPush(&s, 3);
STPush(&s, 4);
while (!STEmpty(&s))
{
printf("%d\n", STTop(&s));
STPop(&s);
}
STDestroy(&s);
return 0;
}
