[全网最细数据结构完整版]第六篇:3分钟带你吃透栈并模拟实现

目录

1->栈的概念和结构

1.1栈的概念

 1.2栈的结构

 2->栈的实现

2.1定义关于栈的结构体和各种函数

2.2栈的初始化 STInit 函数

2.3栈的销毁 STDestroy 函数

2.4栈的插入操作 STPush 函数 

2.5栈的判断是否为空操作 STEmpty 函数 

2.6栈的删除操作 STPop 函数

2.7栈的取栈顶元素操作 STTop 函数

2.8求栈的大小即有效元素的个数 STSize 函数

3->测试下我们自己写的栈

4->您的专属鼓励师

---

1->栈的概念和结构

1.1栈的概念

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栈的结构

 

 2->栈的实现

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.

使用数组模拟原理:

 使用链表模拟原理:

 

// 下面是定长的静态栈的结构，实际中一般不实用，所以我们主要实现下面的支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
#define N 10
typedef struct Stack
{
    STDataType _a[N];
    int _top; // 栈顶
}Stack;

2.1定义关于栈的结构体和各种函数

#pragma once
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>


typedef struct Stack
{
	int* _arr;//开辟在堆区上存储数据的数组
	int _top;//栈顶的下一个位置
	int _capacity;//栈的容量
}ST;



//1.栈初始化
void STInit(ST* pst);
//2.栈的销毁
void STDestroy(ST* pst);
//3.栈的插入操作
void STPush(ST* pst, int x);
//4.栈的删除操作
void STPop(ST* pst);
//5.取栈顶元素
int STTop(ST* pst);
//6.判断栈是否为空,空为true,非空为false
bool STEmpty(ST* pst);
//7.求栈的大小即有效元素的个数
int STSize(ST* pst);

2.2栈的初始化 STInit 函数

//1.栈初始化
void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->_arr = NULL;
	pst->_capacity = 0;
	pst->_top = 0;//指向栈顶元素的下一个位置,类似于
				  //之前写的顺序表中的_size,指向未使用位置
}

2.3栈的销毁 STDestroy 函数

//2.栈的销毁
void STDestroy(ST* pst)
{
	assert(pst);

	free(pst->_arr);//清理位于堆上的数组
	pst->_arr = NULL;
	pst->_capacity = pst->_top = 0;
}

2.4栈的插入操作 STPush 函数 

//3.栈的插入操作
void STPush(ST* pst, int x)
{
	assert(pst);
	//插入数据之前判断一下容量是否足够,不够就扩容
	if (pst->_top == pst->_capacity)//容量满了,扩容
	{
		//刚开始插入给4个空间,否则就2倍扩容
		int newcapacity = (pst->_capacity == 0 ? 4 : pst->_capacity * 2);

		int* newarr = (int*)realloc(pst->_arr, newcapacity * sizeof(int));
		if (newarr == NULL)
		{
			perror("realloc failed");
			return;
		}
		pst->_arr = newarr;
		pst->_capacity = newcapacity;
	}
	//有容量了,插入数据
	pst->_arr[pst->_top] = x;
	pst->_top++;
}

2.5栈的判断是否为空操作 STEmpty 函数 

//4.判断栈是否为空,空为true,非空为false
bool STEmpty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->_top == 0;
}

2.6栈的删除操作 STPop 函数

//5.栈的删除操作
void STPop(ST* pst)
{
	//首先你得有元素才能删除对吧
	assert(pst);
	assert(!STEmpty(pst));

	pst->_top--;
}

2.7栈的取栈顶元素操作 STTop 函数

//6.取栈顶元素
int STTop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!STEmpty(pst));

	return pst->_arr[pst->_top - 1];
}

2.8求栈的大小即有效元素的个数 STSize 函数

//7.求栈的大小即有效元素的个数
int STSize(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->_top;
}

3->测试下我们自己写的栈

#include "Stack.h"



//1.测试栈插入,删除,取栈顶元素
void testStack1()
{
	ST st;
	STInit(&st);
	STPush(&st, 1);
	STPush(&st, 2);
	STPush(&st, 3);
	STPush(&st, 4);
	STPush(&st, 5);

	while (!STEmpty(&st))
	{
		printf("%d : ",STTop(&st));
		STPop(&st);
	}
	STDestroy(&st);

}




int main()
{
	testStack1();
	return 0;
}

运行,看控制台输出:欧耶,我们自己写的栈可以正常运行

4->您的专属鼓励师

        有些事情，你永远都没有办法做到“顶尖”，因为智力跟不上.但是所有的事情，你都可以做到“高段”，因为它需要的是时间的累积和精力的打磨.不聪明与聪明之间的区别，是很微妙的.有时候我们只会通过一次两次的结果，来判断整个人、整件事，其实这是不明智的.从小，邻居和亲戚在谈论我的时候，都会觉得我很聪明。但是只有我自己知道，我从来没有聪明过，只是看上去比较聪明而已.

        修行之路确实枯燥,但是我们把问题搞懂以后就发现他是那样的美妙!一遍学不会没关系吖,多看几遍,我也是学了好多遍呢,小伙伴们肯定学的又快又好!!!最后希望写的内容对小伙伴们有所帮助,我写的如果有哪里不对的地方请在评论区或者私信指出来哦!让我们一起进步吖,任何疑问包括心情不好都可以找我聊聊,我很乐意当你的倾听者吖.