【数据结构】栈

栈是一种后进先出（Last In First Out,LIFO）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。

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目录

 一、栈的基本概念介绍

1. 栈

2. 压栈

3. 出栈

二、栈的模拟实现

1. 抽象数据结构（ADT）

 2. 栈的基本操作

2.1 栈的初始化

2.2 入栈

2.3 出栈

2.4 获取栈顶元素

2.5 获取栈中有效元素个数

2.6  检测栈是否为空

2.7 销毁栈

 三、总结

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 一、栈的基本概念介绍

栈是 OI 中常用的一种线性数据结构。栈的修改与访问是按照后进先出的原则进行的，因此栈通常被称为是后进先出（last in first out）表，简称 LIFO 表。

1. 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。

2. 压栈

栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。

3. 出栈

栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。

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二、栈的模拟实现

 栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。

1. 抽象数据结构（ADT）

typedef int STDataType;
//支持动态增长的栈
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;			
	int top;		//栈顶
	int capacity;	//容量
}ST;

 2. 栈的基本操作

2.1 栈的初始化

注意top的值：

1. 若top=0，则top指向栈顶的下一个元素

2. 若top=-1，则top指向栈顶元素

//1.初始化
void STInit(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	//1.top指向栈顶的下一个元素
	#if 1
	ps->top = 0;
	#endif
	//2.top指向栈顶元素
	#if 0
	ps->top = -1;
	#endif
}

2.2 入栈

//2.入栈
void STPush(ST* ps,STDataType x)
{
	assert(ps);
	//判断是否需要扩容
	if (ps->capacity==ps->top)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a,newcapacity*sizeof(STDataType));
		//判断realloc是否成功申请空间
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("relloc failed!");
			return;
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	//插入元素
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}

2.3 出栈

//3.出栈
void STPop(ST* ps)
{
	assert(ps&&ps->top>0);//top=0时栈中恰好没有元素（NULL）
	ps->top--;
}

2.4 获取栈顶元素

//4.获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{
	assert(ps&&ps->top>0);
	return ps->a[ps->top-1];
}

2.5 获取栈中有效元素个数

//5.获取栈中有效元素的个数
int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

2.6  检测栈是否为空

//6.检测栈是否为空
bool STEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->top > 0)
		return false;
	return true;
}

2.7 销毁栈

//7.销毁栈
void STDestroy(ST* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

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 三、总结

以上就是C语言代码以数组为底层结构对栈的基本模拟实现。