栈的顺序存储结构和实现

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分类专栏：数据库数据结构文章标签：栈数据结构

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本文详细介绍了栈的基本操作，包括初始化、销毁、清空、判断是否为空、获取栈顶元素等，并通过一个具体的测试案例展示了栈的各种操作流程及结果。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

头文件 head.h

#include<string.h>
#include<ctype.h>
#include<malloc.h> /* malloc()等 */
#include<limits.h> /* INT_MAX等 */
#include<stdio.h> /* EOF(=^Z或F6),NULL */
#include<stdlib.h> /* atoi() */
#include<io.h> /* eof() */
#include<math.h> /* floor(),ceil(),abs() */
#include<process.h> /* exit() */
/* 函数结果状态代码 */
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
/* #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行 */
typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */

#define STACK_INIT_SIZE 10
#define STACKINCERMENT 2

typedef int SElemType;

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

Status InitStack(SqStack *S);

Status DestoryStack(SqStack *S);

Status ClearStack(SqStack *S);

Status StackEmpty(SqStack S);

int StackLength(SqStack S);

Status GetTop(SqStack S, SElemType *e);

Status Push(SqStack *S, SElemType e);

Status Pop(SqStack *S, SElemType *e);

Status StackTraverse(SqStack S);

Status StackTraverseBack(SqStack S);

算法实现

#include"head.h"

Status InitStack(SqStack *S)
{
	//构造一个空栈S
	(*S).base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
	if (!((*S).base))
	{
		printf("初始化空间失败！\n");
		return ERROR;
	}
	else
	{
		(*S).top = (*S).base;						//注意赋值的顺序
		(*S).stacksize = STACK_INIT_SIZE;
		return OK;
	}
}

Status DestoryStack(SqStack *S)
{
	(*S).top = (*S).base;
	free((*S).base);

	//若base的值为NULL，则表明栈结构不存在
	(*S).base = NULL;
	(*S).top = NULL;
	(*S).stacksize = 0;
	return OK;
}

Status ClearStack(SqStack *S)
{
	//容量保持不变
	(*S).top = (*S).base;

	return OK;
}

Status StackEmpty(SqStack S)
{
	if (S.base != S.top)
		return ERROR;
	else
		return OK;
}

int StackLength(SqStack S)
{
	return S.top - S.base;
}

Status GetTop(SqStack S, SElemType *e)
{
	//判断栈是否为空
	if (S.top == S.base)
		return ERROR;

	*e = *(S.top - 1);

	return OK;
}

Status Push(SqStack *S, SElemType e)
{
	//首先判断空间是否充裕
	if (((*S).top - (*S).base) >= ((*S).stacksize))
	{
		(*S).base = (SElemType *)realloc((*S).base, ((*S).stacksize + STACKINCERMENT)*sizeof(SElemType));
		if (!((*S).base))
		{
			printf("重新分配空间失败！\n");
			return ERROR;
		}
		(*S).top = (*S).base + (*S).stacksize;
		(*S).stacksize += STACKINCERMENT;
	}

	*((*S).top) = e;
	(*S).top++;

	return OK;
}

Status Pop(SqStack *S, SElemType *e)
{
	//判断栈是否为空
	if ((*S).base == (*S).top)
		return ERROR;

	*e = *((*S).top - 1);
	(*S).top--;

	return OK;
}

Status StackTraverse(SqStack S)
{
	SElemType *s;

	if (S.base == S.top)
		return ERROR;

	s = S.base;
	while (s < S.top)
	{
		printf("%d  ", *s);
		s++;
	}

	printf("\n");

	return OK;
}

Status StackTraverseBack(SqStack S)
{
	SElemType e;

	if (S.base == S.top)
		return ERROR;

	while (!StackEmpty(S))
	{
		Pop(&S, &e);
		printf("%d  ", e);
	}
	printf("\n");

	return OK;
}

测试文件 test.c

#include"head.h"

void main()
{
	int j;
	SqStack s;
	SElemType e;
	if (InitStack(&s) == OK)
		for (j = 1; j <= 12; j++)
			Push(&s, j);
	printf("栈中元素依次为：");
	StackTraverse(s);
	Pop(&s, &e);
	printf("弹出的栈顶元素 e=%d\n", e);
	printf("栈空否：%d(1:空 0:否)\n", StackEmpty(s));
	GetTop(s, &e);
	printf("栈顶元素 e=%d 栈的长度为%d\n", e, StackLength(s));
	ClearStack(&s);
	printf("清空栈后，栈空否：%d(1:空 0:否)\n", StackEmpty(s));
	DestoryStack(&s);
	printf("销毁栈后，s.top=%u s.base=%u s.stacksize=%d\n", s.top, s.base, s.stacksize);

	system("pause");
}

Running Result:

栈中元素依次为：1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12
弹出的栈顶元素 e=12
栈空否：0(1:空 0:否)
栈顶元素 e=11 栈的长度为11
清空栈后，栈空否：1(1:空 0:否)
销毁栈后，s.top=0 s.base=0 s.stacksize=0
请按任意键继续. . .