简介
- 栈是一种数据结构
- 栈可以用来存放数字
- 一次只能向栈里加入一个数字，一次也只能从栈里获得一个数字
- 栈里到的数字有前后顺序，先进入到的数字在前，后进入的数字在后
- 每次从栈里获取的数字一定是最后面的数字，最后获取的数字一定是最前面的数字
- 这种取数字的方法叫先进后出，后进先出
下面是它存储数据的过程
下面是它取出这三个数据的过程
上面两幅图展示了栈存储数据和取出数据的一个过程，体现了先进后出，后进先出这个特性。
代码实现
以下就是创建栈的数据结构，并且实现其功能的相关函数。
- 定义栈
typedef struct stack{
int *arr; // 分配存储区的首地址
int cap; // 栈中的元素个数
int top; // 入栈和出栈的位置
}stack_t;
- 初始化栈
void stack_init(stack_t* pstack, int cap){
pstack->arr = malloc(sizeof(int) * cap); // 分配内存给存储区
if(pstack->arr == NULL){
printf("栈的存储区分配失败!\n");
return;
}
pstack->cap = cap; // 初始化传入的元素个数
pstack->top = 0; // 一开始入栈的索引是在0
}
- 释放栈
void stack_deinit(stack_t* pstack){
// 释放内存，并重置为0和NULL
free(pstack->arr);
pstack->arr = NULL;
pstack->cap = 0;
pstack->top = 0;
}
- 压栈
void stack_push(stack_t* pstack, int data){
// 将传入的数据放到栈中
pstack->arr[pstack->top++] = data; // 先将数据放入索引为top的位置，然后将top++，往后移
}
- 出栈
int stack_pop(stack_t* pstack){
// 当栈中有数据时，此时top肯定是指向最后一个传进去的数据后一个，此时只需将top--，之后再将数据取出即可
return pstack->arr[--pstack->top];
}
- 判断栈是否已满
int stack_full(stack_t* pstack){
// 因为top索引是从0开始的，有一个数据进来，top就加1，所以top的值就是当前栈中元素的个数，当它等于cap时，说明栈满了
return pstack->top >= pstack->cap; // 满了返回真(非0)，没满返回假(0)
}
- 判断栈是否为空
int stack_empty(stack_t* pstack){
// 参考第6条，top的值就是当前栈中元素的个数，top值为0说明为空
return pstack->top == 0; // 为空返回真(非0)，不为空返回假(0)
}
- 获取栈中的元素个数
int stack_size(stack_t* pstack){
// 参考第6条，top的值就是当前栈中元素的个数
return pstack->top;
}
实例代码
创建三个文件: stack.c，stack.h，main.c
stack.c定义栈具体的函数
#include "stack.h"
// 初始化栈
void stack_init(stack_t* pstack, int cap){
pstack->arr = malloc(sizeof(int) * cap);
if(pstack->arr == NULL){
printf("栈的存储区分配失败!\n");
return;
}
pstack->cap = cap;
pstack->top = 0;
}
// 释放栈
void stack_deinit(stack_t* pstack){
free(pstack->arr);
pstack->arr = NULL;
pstack->cap = 0;
pstack->top = 0;
}
// 压栈
void stack_pull(stack_t* pstack, int data){
pstack->arr[pstack->top++] = data;
}
// 出栈
int stack_pop(stack_t* pstack){
return pstack->arr[--pstack->top];
}
// 判断栈是否已满
int stack_full(stack_t* pstack){
return pstack->top >= pstack->cap;
}
// 判断栈是否为空
int stack_empty(stack_t* pstack){
return pstack->top == 0;
}
// 获取栈中的元素个数
int stack_size(stack_t* pstack){
return pstack->top;
}
stack.h声明栈的相关函数和定义栈
#ifndef __STACK_H // 头卫士
#define __STACK_H
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义栈的数据结构
typedef struct stack{
int* arr;
int cap;
int top;
}stack_t;
// 声明栈的函数
extern void stack_init(stack_t* pstack, int cap);
extern void stack_deinit(stack_t* pstack);
extern void stack_pull(stack_t* pstack, int data);
extern int stack_pop(stack_t* pstack);
extern int stack_full(stack_t* pstack);
extern int stack_empty(stack_t* pstack);
extern int stack_size(stack_t* pstack);
#endif
main.c主函数使用栈
#include "stack.h"
int main(void){
// 1. 声明一个栈: stack
stack_t stack;
// 2. 初始化stack
stack_init(&stack, 5);
// 3. 将栈放满数据
int data = 100;
printf("开始放入数据: ");
while(!stack_full(&stack)){
// 没满的状态下，放入数据
printf("%d ", data);
stack_pull(&stack, data++);
}
printf("结束!\n");
printf("此时栈中元素个数为: %d\n\n", stack_size(&stack));
// 4. 将栈中的数据一个个取出来
printf("开始取出数据: ");
while(!stack_empty(&stack)){
// 非空的状态，取数据
data = stack_pop(&stack);
printf("%d ", data);
}
printf("结束!\n");
printf("此时栈中元素个数为: %d\n\n", stack_size(&stack));
// 5. 释放栈
stack_deinit(&stack);
return 0;
}
