顺序栈的相关的实现

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本文深入讲解了栈这一数据结构的概念及其实现方式，包括栈的基本操作如入栈、出栈等，并通过具体代码示例展示了如何使用顺序表来实现栈。

一、栈的基本概念

栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。栈具有记忆作用，对栈的插入与删除操作中，不需要改变栈底指针。
栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top)，另一端为栈底(bottom)；栈底固定，而栈顶浮动；栈中元素个数为零时称为空栈。插入一般称为进栈（PUSH），删除则称为退栈（POP）。栈也称为后进先出表。

二、顺序栈的结构

我们先来看看栈的实现
这里写图片描述

三、栈的基本实现

1、数据结构

  typedef char  StackType; 
  7 typedef struct SeqStack{
  8     StackType* data;//使内存可以动态管理
  9     int size;//栈元素的有效个数
 10     int capacity;//栈默认的空间，data这段内存上所能容纳的元素的个数
 11     }SeqStack;
 12

2、顺序表初始化

  3 void SeqStackInit(SeqStack* stack){
  4     if(stack==NULL){
  5         return;
  6     }
  7     stack->size=0;
  8     stack->capacity=1000;
  9     stack->data=(StackType*)malloc(stack->capacity*sizeof(StackType));
 10 }

3、栈的销毁

 void SeqStackDestroy(SeqStack* stack)//销毁函数
 13 {
 14     if(stack==NULL){
 15         return;
 16     }
 17     free(stack->data);
 18     stack->size=0;
 19     stack->capacity=0;
 20 }

4、打印函数

 void SeqStackPrint(SeqStack* stack,const char* msg)//打印函数
 23 {
 24     printf("[ %s ]\n",msg);
 25     if(stack==NULL){
 26         return ;
 27     }
 28     int i=0;
 29     for(i=0;i<stack->size;i++){
 30         printf("[%c] ",stack->data[i]);
 31     }
 32     printf("\n");
 33 }

5、扩容
扩容时，我们扩容的策略由自己设置，在这里用原大小的*2+1，原因由于STL扩容原则为*2，+1是为了避免原大小为1的可能性。扩容完毕之后，我们需要将我们以前的数据搬运过来，并且需要释放掉原来那些不用的内存，以防发生内存泄露。

void SeqStackResize(SeqStack* stack)//扩容
 36 {
 37     if(stack==NULL){
 38         return;
 39     }
 40     if((stack->size)<(stack->capacity)){
 41         return;
 42     }
 43     stack->capacity=stack->capacity*2+1;
 44 StackType* new=(StackType*)malloc(stack->capacity*sizeof(StackType));
 45            int i=0;
 46            for(i=0;i<stack->size;i++){
 47                new[i]=stack->data[i];
 48            }
 49            free(stack->data);
 50            stack->data=new;
 51 
 52 }

6、入栈


 54 void SeqStackPush(SeqStack* stack,StackType value)//入栈
 55 {
 56     if(stack==NULL){
 57         return;
 58     }
 59     if((stack->size)>=(stack->capacity)){
 60         SeqStackResize(stack);
 61     }
 62     stack->data[stack->size++]=value;
 63 }

7、出栈操作

 void SeqStackPop(SeqStack* stack)//出栈
 66 { 
 67     if(stack==NULL){
 68         return;
 69     }
 70     if(stack->size==0){
 71         return ;
 72     }//空栈
 73     --stack->size;
 74 }

8、取栈顶元素

` int  SeqStackTop(SeqStack* stack,StackType *value)//取栈顶元素
 77 {
 78 
 79     if(stack==NULL){
 80           return ;
 81      }
 82       if(stack->size==0){
 83           return ;//空栈
 84       }
 85       *value=stack->data[stack->size-1];
 86       return   *value;
 87 }
 88 
 89

9、进行测试函数的实现

///////////////////////////////////////////////////////////
///////////////////////test.c///////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////////////////
#define TEST_HEADER printf("\n=================%s=============\n",__FUNCTION__);

void test1(){
    SeqStack stack;
    SeqStackInit(&stack);
}
void test2(){
    SeqStack stack;
    SeqStackInit (&stack);
    SeqStackPush(&stack,'a');
    SeqStackPush(&stack,'b');
    SeqStackPush(&stack,'c');   
    SeqStackPush(&stack,'d');   
    SeqStackPush(&stack,'e');   
    SeqStackPrint(&stack,"入栈五个元素");
}
void test3(){

    SeqStack stack;
    SeqStackInit (&stack);
    SeqStackPush(&stack,'a');
    SeqStackPush(&stack,'b');
    SeqStackPush(&stack,'c');   
    SeqStackPush(&stack,'d');   
    SeqStackPush(&stack,'e');   
    SeqStackPrint(&stack,"入栈五个元素");
    SeqStackPop(&stack);
    SeqStackPrint(&stack,"出栈一个元素");
}

    void test4(){

    SeqStack stack;
    SeqStackInit (&stack);
    SeqStackPush(&stack,'a');
    SeqStackPush(&stack,'b');
    SeqStackPush(&stack,'c');   
    SeqStackPush(&stack,'d');   
   // SeqStackPush(&stack,'e');   
    SeqStackPrint(&stack,"入栈五个元素");
    StackType value;
    int ret= SeqStackTop(&stack,&value);
    printf("expected ret = %c, actual ret = %c\n", value);
    printf("expected value = %c, actual value = %c\n", ret);
}


int main(){



//    test1();
  //  test2();
    test3();
    test4();

    return 0;
}