数据结构篇之---栈（四）

目录

一、栈的概念

二、基本实现逻辑

1、接口设计

2、接口实现

3、接口验证

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一、栈的概念

应用场景：关于子弹上膛、发射的顺序我们都知道，最先上膛的子弹会在最后射出，而最后上膛的子弹最先射出。这就是栈的一个特性：先进后出。

二、基本实现逻辑

1、接口设计

使用单向链表来实现栈。

定义 Node 作为栈节点，包含数据 data，以及 next 指针指向下一个栈节点。

定义 Stack 作为栈的操作入口，包含栈节点个数。

/* 宏定义 */
#define RET_INT_SUCC (0)
#define RET_INT_FAIL (-1)
#define RET_BOOL_TRUE   true
#define RET_BOOL_FALSE  false

/* 结构体的设计 */
typedef struct NODE
{
    int data;           // 存储栈元素数据
    struct NODE *next;  // 指向下一个节点的指针
}Node;

typedef struct
{
    Node *headNode;
    int size;
}Stack;

/* 函数声明/接口设计 */
// 初始化栈
Stack *initStack();
// 判断栈是否为空
bool isEmpty(Stack *s);
// 入栈操作
int push(Stack *s, int value);
// 出栈操作
int pop(Stack *s);
// 获取栈顶元素
int getTop(Stack *s);
// 销毁/释放栈
int destroyStack(Stack *s);

2、接口实现

/* 接口实现 */
// 初始化栈
Stack *initStack()
{
    Stack *s = calloc(1, sizeof(Stack));
    if(NULL == s)
        return NULL;

    s->headNode = NULL;
    s->size = 0;

    return s;
}

// 判断栈是否为空
bool isEmpty(Stack *s)
{
    if(NULL == s)
        return RET_BOOL_FALSE;

    if(NULL == s->headNode)
        return RET_BOOL_TRUE;

    return RET_BOOL_FALSE;
}

// 入栈操作
int push(Stack *s, int value)
{
    Node *newNode = NULL;

    if(NULL == s)
        return RET_INT_FAIL;

    // create newNode
    newNode = calloc(1, sizeof(Node));
    newNode->data = value;
    newNode->next = NULL;

    // push
    if(isEmpty(s))
    {
        s->headNode = newNode;
        goto PUSH_SUCC;
    }

    newNode->next = s->headNode;
    s->headNode = newNode;

PUSH_SUCC:
    printf("push(%d)\n", newNode->data);
    s->size ++;
    return RET_INT_SUCC;
}

// 出栈操作
int pop(Stack *s)
{
    Node *delNode = NULL;

    if(isEmpty(s))
        return RET_INT_FAIL;

    delNode = s->headNode;
    s->headNode = delNode->next;

    printf("pop(%d)\n", delNode->data);
    free(delNode);
    s->size --;

    return RET_INT_SUCC;
}

// 获取栈顶元素
int getTop(Stack *s)
{
    if(NULL == s)
        return -1;

    if(isEmpty(s))
        return -1;

    return s->headNode->data;
}

// 销毁/释放栈
int destroyStack(Stack *s)
{
    if(NULL == s)
        return RET_INT_FAIL;

    while(!isEmpty(s))
        pop(s);

    free(s);

    return RET_INT_SUCC;
}

3、接口验证

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

/* 主函数 */
int main(void)
{
    Stack *s = initStack();
    if(NULL == s)
        return RET_INT_FAIL;

    push(s, 10);
    push(s, 20);
    push(s, 30);
    push(s, 40);
    push(s, 50);

    printf("栈顶元素：%d\n", getTop(s)); // 输出栈顶元素

    pop(s);
    printf("出栈后栈顶元素：%d\n", getTop(s)); // 再次输出栈顶元素

    destroyStack(s);

    return RET_INT_SUCC;
}

编译 && 执行：

注：一个使用单向链表实现栈的可视化链接：Linked List Stack Visualization