数据结构之栈的实现

1.栈的概念及结构

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。

栈我们可以想象成为一个弹匣，最后填充进去的子弹最先打出来

栈的规定就是这样，可以更加有效地解决遇到的问题。

2.栈的实现

这里切记top初始化时 可以选择两种方式，一种是top=0，一种是top=-1
这两种方式选择不同后面我们的代码实现会有略微差距，这里我们选择的是top=0；
接下来我们就来完成数组实现栈：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
typedef char STDataType;

typedef struct Stack {
	STDataType* a;
	int top;
	int capacity;
}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 
bool StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps);

栈的初始化

void StackInit(Stack* ps)
{
    assert(ps);  //防止传空指针
    ps->a=NULL;    //初始化指针指向空
    ps->top=ps->capacity=0;  
}

数据入栈

void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
    assert(ps);    //防止指针指向空
    int newcapacity=0? 4 : ps->capacity*2;    //定义一个新的空间大小变量
    STDataType* tmp=(stack*)realloc(ps->a,sizeof(STDataType)*newcapacity);   //对数组空间进行扩容
    if(new==NULL)  
    {    //如果为空说明空间扩容失败
        perror("realloc fail!");
        exit(1);
    }
    ps->a=tmp;    //将开辟的空间给到数组中
    ps->capacity=newcapacity;    //数组可用空间更新
    ps->a[ps->top]=data;    //元素入栈
    ps->top++;   //栈顶++

}

元素出栈

void StackPop(Stack* ps)
{
    assert(ps); //判空
    assert(ps->top>0);   //top必须大于零，小于等于0，说明栈中没有元素
    pa->top--;   //top--删除元素
}

返回栈顶元素

STDataType StackTop(Stack* ps)
{
    assert(ps);    //判空
    assert(ps->top>0);   //top必须大于零，小于等于0，说明栈中没有元素
    return ps->a[ps->top-1];  //返回top-1也就是栈顶的数据
}

获取栈中有效元素个数

int StackSize(Stack* ps)
{
    assert(ps);   //判空
    return ps->top;   //直接返回top即可
}

判断栈是否为空

//这里我们使用bool类型的返回值直接判断为真还是为假
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
    assert(ps);
    return ps->top==0;   //这里如果top=0为真返回true，反之
}

栈的销毁

bool StackEmpty(Stack* ps)
{
    assert(ps);
    free(ps->a);   //释放ps->a的空间
    ps->a=NULL;    //置空，以防野指针
    ps->top=ps->capacity=0;   
}

结束！