数据结构栈的数组实现初始化，入栈，出栈，获取栈顶元素，栈的长度等操作

数组实现的栈：初始化、入栈、出栈与栈顶元素操作
最新推荐文章于 2023-09-15 16:12:51 发布
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这篇博客详细介绍了如何使用数组来实现栈的数据结构，包括初始化栈、压入元素、弹出元素、获取栈顶元素以及计算栈的长度等基本操作。同时，讨论了栈在数制转换和括号匹配中的应用，强调在实际使用时需结合特定情况调整数据类型。 
#ifndef _STACK_H
#define _STACK_H
#define OK 1
#define ERROR 0 
#define OVERFLOW -2 
#define STACK_INIT_SIZE 100  //栈初始化分配量
#define STACKINCREMENT 10    //存储空间的分配增量
typedef int SElemType  ;
typedef int Status ;

typedef struct {
	SElemType *base ;
	SElemType *top ;
	int stacksize ;
}SqStack;

//------基本操作----------
Status InitStack(SqStack &s); //初始化栈
Status DestoryStack(SqStack &s);//销毁栈
Status ClearStack(SqStack &s);//清空栈
Status StackEmpty(SqStack s); //判断栈是否为空
int StackLength(SqStack s);//栈的长度
Status GetTop(SqStack s, SElemType &e);//获取栈顶元素
Status Push(SqStack &s, SElemType e); //入栈
Status Pop(SqStack &s , SElemType &e);//出栈
Status StackTraverse(SqStack s, Status(*visit)());//
void Display(SqStack s);
#endif

具体实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "stack.h"

/**********************************************
        初始化栈
******************
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下面基于 **C语言**，使用 **顺序存储结构（数组）实现栈的基本操作**，包括： - 初始化 - 销毁 - 判断栈是否为空 - 入栈 - 出栈 - 取栈顶元素 - 获取栈当前长度 --- ### ✅ 栈的顺序存储结构定义与基本操作（完整可运行代码） ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #define MAX_SIZE 100 // 栈的最大容量 // 定义顺序栈结构体 typedef struct { int data[MAX_SIZE]; // 存储数据的数组 int top; // 栈顶指针（指向栈顶元素的位置） } SeqStack; /** * 1. 初始化栈 * 将栈顶指针设置为 -1，表示空栈 */ void initStack(SeqStack *stack) { if (stack == NULL) return; stack->top = -1; } /** * 2. 销毁栈 * 对于静态数组，不需要释放内存；但若将来改为动态分配，则需 free * 此处仅重置状态 */ void destroyStack(SeqStack *stack) { if (stack == NULL) return; stack->top = -1; // 重置为空栈 } /** * 3. 判断栈是否为空 * 若 top == -1，则为空栈 */ bool isEmpty(SeqStack *stack) { if (stack == NULL) return true; return stack->top == -1; } /** * 4. 判断栈是否满（辅助函数，用于入栈前检查） */ bool isFull(SeqStack *stack) { if (stack == NULL) return true; return stack->top == MAX_SIZE - 1; } /** * 5. 入栈（push） * 将元素插入到栈顶 * 成功返回 true，失败返回 false（如栈满） */ bool push(SeqStack *stack, int element) { if (stack == NULL) return false; if (isFull(stack)) { printf("错误：栈已满，无法入栈！\n"); return false; } stack->data[++stack->top] = element; return true; } /** * 6. 出栈（pop） * 删除并返回栈顶元素 * 使用输出参数 element 返回值 * 成功返回 true，失败返回 false（如栈空） */ bool pop(SeqStack *stack, int *element) { if (stack == NULL || element == NULL) return false; if (isEmpty(stack)) { printf("错误：栈为空，无法出栈！\n"); return false; } *element = stack->data[stack->top--]; return true; } /** * 7. 取栈顶元素（不删除） * 仅获取栈顶值，不改变栈结构 */ bool getTop(SeqStack *stack, int *element) { if (stack == NULL || element == NULL) return false; if (isEmpty(stack)) { printf("错误：栈为空，无法获取栈顶元素！\n"); return false; } *element = stack->data[stack->top]; return true; } /** * 8. 获取栈当前长度（元素个数） */ int getLength(SeqStack *stack) { if (stack == NULL) return 0; return stack->top + 1; } ``` --- ### ✅ 测试主函数示例 ```c int main() { SeqStack stack; int value; // 1. 初始化栈 initStack(&stack); printf("栈已初始化。\n"); // 2. 检查是否为空 if (isEmpty(&stack)) { printf("栈为空。\n"); } // 3. 入栈操作 printf("执行入栈：10, 20, 30\n"); push(&stack, 10); push(&stack, 20); push(&stack, 30); // 4. 输出栈长度 printf("当前栈中元素个数: %d\n", getLength(&stack)); // 5. 获取栈顶元素 if (getTop(&stack, &value)) { printf("当前栈顶元素: %d\n", value); } // 6. 出栈操作 printf("开始出栈："); while (!isEmpty(&stack)) { if (pop(&stack, &value)) { printf("%d ", value); } } printf("\n"); // 7. 再次检查是否为空 if (isEmpty(&stack)) { printf("栈已空。\n"); } // 8. 销毁栈 destroyStack(&stack); printf("栈已销毁。\n"); return 0; } ``` --- ### 🔍 代码说明： | 操作 | 实现方式 | |------|----------| | `initStack` | 设置 `top = -1` 表示空栈 | | `destroyStack` | 清理资源（本例中只是逻辑重置） | | `isEmpty` | 判断 `top == -1` | | `isFull` | 判断 `top == MAX_SIZE - 1` | | `push` | 先判断是否满，再 `++top` 后赋值 | | `pop` | 先取值 `data[top]`，再 `top--` | | `getTop` | 不修改 `top`，只读取 `data[top]` | | `getLength` | 返回 `top + 1` | --- ### 📌 注意事项： - 所有函数都做了基础的空指针防护。 - 若后续需要支持更大容量，可以将 `data[MAX_SIZE]` 改为动态数组（`int *data`），并在初始化时用 `malloc` 分配。 - 此实现适用于教学和小型项目。 ---
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