【数据结构与算法】数据结构C_栈的实现

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本文详细介绍了栈这种数据结构的概念、特点及其基本操作方法，并通过C语言实现了一个简单的栈，包括初始化、销毁、入栈、出栈等核心功能，并提供了一个测试示例。

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栈：栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

栈的特性：后进先出

栈的基本实现：

头文件：Stack.h

#pragma once

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <assert.h>

typedef int STDataType;

typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;
	int _top;	// 栈顶
	int _capacity;  // 容量 
}Stack;

//初始化
void StackInit(Stack* ps);
//销毁
void StackDestory(Stack* ps);
//入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType x);
//出栈
void StackPop(Stack* ps);
//访问栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps);
//判空
int StackEmpty(Stack* ps);
//栈大小
int StackSize(Stack* ps);
//打印
void StackPrint(Stack* ps);

void TestStack();

源文件：Stack.c


#include"Stack.h"


//初始化
void StackInit(Stack* ps)
{
	ps->_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType)* 3);//判断空间是否开辟成功
	assert(ps->_a);
	ps->_top = 0;
	ps->_capacity = 3;
}

//销毁
void StackDestory(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->_a);
	ps->_a = NULL;
	ps->_capacity = 0;
	ps->_top = 0;
}

//入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->_top >= ps->_capacity)//判断是否需要开辟空间
	{
		ps->_a = (STDataType*)realloc(ps->_a, sizeof(STDataType)*(ps->_capacity) * 2);
		ps->_capacity = ps->_capacity * 2;
	}
	ps->_a[ps->_top] = x;
	ps->_top++;
}

//出栈
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_top--;
}

//访问栈顶
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_a[ps->_top - 1];
}

//判空
int StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top == 0 ? 0 : 1;//为空返回0，否则返回1
}

//栈大小
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}

//打印
void StackPrint(Stack* ps)
{
	assert(ps->_a);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < (ps->_top); i++)
	{
		printf("%d ", ps->_a[i]);
	}
	printf("\n");
}

测试：test.c


#include "Stack.h"

void TestStack()
{
	Stack ps;
	StackInit(&ps);
	printf("入栈: ");
	StackPush(&ps, 1);
	StackPush(&ps, 2);
	StackPush(&ps, 3);
	StackPush(&ps, 4);
	StackPrint(&ps);
	printf("出栈: ");
	StackPop(&ps);
	StackPop(&ps);
	StackPrint(&ps);
	StackTop(&ps);
	int top = StackTop(&ps);
	printf("栈顶元素为: %d ", top);
	StackDestory(&ps);
}


int main()
{
	TestStack();
	system("pause");
	return 0;
}