数据结构之栈

一、什么是栈

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。

2.栈的结构

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。

栈的实现

我们今天使用顺序表来实现栈，因为顺序表在尾部插入的时候代价较小。

1.结构定义

typedef int STDateType;
typedef struct Stack
{
	STDateType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;

2.栈的初始化

void StackInit(ST* pst);

void StackInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = NULL;
	pst->capacity = pst->top = 0;
}

3.压栈

每次在压栈前判断空间是否充足。在第一次给栈4个空间，后续逐步扩大2倍。

void StackPush(ST* pst, STDateType x);

void StackPush(ST* pst, STDateType x)
{
	assert(pst);
	if (pst->capacity == pst->top)
	{
		int NewCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
		STDateType* tmp = (STDateType*)realloc(pst->a, NewCapacity * sizeof(STDateType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity = NewCapacity;
	}
	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}

4.出栈

注意判断栈是否为空。

void StackPop(ST* pst);

void StackPop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));//判断
	pst->top--;
}

5.判断栈是否为空

top为0栈即为空。

bool StackEmpty(ST* pst);

bool StackEmpty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top == 0;
}

6.访问栈顶数据

top从0开始，注意要减1。

STDateType StackTop(ST* pst);

STDateType StackTop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));

	return pst->a[pst->top - 1];
}

7.求栈的大小

top从0开始，top为多少，栈的大小为多少。

STDateType StackSize(ST* pst);

STDateType StackSize(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top;
}