数据结构之栈

数据结构之栈

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本文讨论栈的数组实现。

栈需要有如下几个属性：
- 栈的容量（Capacity）
- 栈顶指针
- 存储栈元素的数组

根据这几个属性可以定义一个栈结构体：

struct StackRecord
{
    int Capacity;
    int TopOfStack;
    DataType *Array;
};

然后定义栈的操作，一般可以包含如下几个：
- 栈的创建：Stack CreateStack(int size);
- 栈的销毁：void DisposeStack(Stack S);
- 判断栈空：int IsEmpty(Stack S);
- 判断栈满：int IsFull(Stack S);
- 进栈：void Push(DataType data, Stack S);
- 出栈：void Pop(Stack S);
- 查看栈顶元素：DataType Top(Stack S);
- 查看栈顶元素并弹出：DataType TopAndPop(Stack S);

下面是完整的实现代码：
Stack.h:

#ifndef STACK_H
#define STACK_H

#define MinStackSize 5
struct StackRecord;
typedef int DataType;
typedef struct StackRecord *Stack;

int IsEmpty(Stack S);
int IsFull(Stack S);
Stack CreateStack(int size);
void DisposeStack(Stack S);
void Push(DataType data, Stack S);
DataType Top(Stack S);
void Pop(Stack S);
DataType TopAndPop(Stack S);

#endif

Stack.c:

#include <stdlib.h>
#include "Stack.h"

struct StackRecord
{
    int Capacity;
    int TopOfStack;
    DataType *Array;
};

Stack CreateStack(int size)
{
    Stack S;
    if (size < MinStackSize)
    {
        exit(0);
    }
    S = malloc(sizeof(struct StackRecord));
    if (S == NULL)
    {
        exit(0);
    }
    S->Array = malloc(sizeof(DataType) * size);
    if (S->Array == NULL)
    {
        exit(0);
    }
    S->Capacity = size;
    S->TopOfStack = -1;
    return S;
}

void DisposeStack(Stack S)
{
    if (S != NULL)
    {
        free(S->Array);
        free(S);
    }
}

int IsEmpty(Stack S)
{
    return S->TopOfStack == -1;
}

int IsFull(Stack S)
{
    return S->TopOfStack == S->Capacity - 1;
}

void Push(DataType data, Stack S)
{
    if (IsFull(S))
    {
        exit(0);
    }
    else
    {
        S->Array[++S->TopOfStack] = data;
    }
}

void Pop(Stack S)
{
    if (IsEmpty(S))
    {
        exit(0);
    }
    else
    {
        S->TopOfStack--;
    }
}

DataType Top(Stack S)
{
    if (!IsEmpty(S))
    {
        return S->Array[S->TopOfStack];
    }
    exit(0);
}

DataType TopAndPop(Stack S)
{
    if (!IsEmpty(S))
    {
        return S->Array[S->TopOfStack--];
    }
    exit(0);
}

UseStack.c:

#include <stdio.h>
#include "Stack.h"

void main()
{
    Stack S = CreateStack(20);
    printf("---------------------\n");
    for(int i=0;i<20;i++)
    {
        Push(i+1,S);
    }
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
    {
        printf("|%d",TopAndPop(S));
        printf("|");
    }
}

参考：数据结构与算法分析：C语言描述（第二版）