【数据结构】用C语言实现一个动态栈

1、什么是栈？栈有什么特性？

栈是一种特殊的线性表，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。栈中的元素遵守后进先出LIFO（last in first out）的原则。

压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。

出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。

2、栈的实现

栈的实现一般可以用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更优，因为数组在尾部插入或删除数据操作还是比较方便的。

下面我们在代码的实现中看一下具体应该如何来做。

支持动态增长的栈

typedef int SDataType;
typedef struct Stack
{
	SDataType* _array;//指向一段空间用来存放栈的元素
	int _top;//栈顶或者有效元素的个数
	int _capacity;//容量
}Stack;

要实现的操作：

void StackInit(Stack* ps);//栈的初始化
void StackDestory(Stack* ps);//销毁栈

void StackPush(Stack* ps, SDataType data);//入栈
void StackPop(Stack* ps);//出栈
SDataType StackTop(Stack* ps);//查看栈顶元素
int StackEmpty(Stack* ps);//栈是否为空
int StackSize(Stack* ps);//栈中的有效元素个数

栈的初始化：

初始状态下容量设置为3，有效元素此时为0。

void StackInit(Stack* ps) {
	assert(ps);
	ps->_array = (SDataType*)malloc(sizeof(SDataType)*3);
	if (ps->_array == NULL) {
		assert(0);
		return;
	}
	ps->_capacity = 3;
	ps->_top = 0;
}

销毁栈：释放掉之前申请的内存空间，并将容量与有效元素个数都置零。

void StackDestory(Stack* ps) {
	assert(ps);
	if (ps->_array) {
		free(ps->_array);
		ps->_capacity = 0;
		ps->_top = 0;
	}
}

入栈：

入栈之前需要先检测栈内空间是否已满。使用CheckCapacity来实现。

如果已满：扩容

未满：直接压入数据

void StackPush(Stack* ps, SDataType data) {
	CheckCapacity(ps);
	ps->_array[ps->_top++] = data;
}

检测容量：若不够则扩容，从而实现一个动态栈

void CheckCapacity(Stack* ps) {
	assert(ps);
	if (ps->_capacity == ps->_top) {
		int newCapacity = ps->_capacity * 2;
		SDataType* pTemp = (SDataType*)malloc(sizeof(SDataType)*newCapacity);
		if (pTemp == NULL) {
			assert(0);
			return;
		}
		for (int i = 0; i < ps->_top; ++i) {
			pTemp[i] = ps->_array[i];
		}
		free(ps->_array);
		ps->_array = pTemp;
		ps->_capacity = newCapacity;
	}
}

出栈：若栈空，则返回。非空则top自减。

void StackPop(Stack* ps) {
	assert(ps);
	if (StackEmpty(ps))
		return;
	ps->_top--;
}

查看栈顶元素：即top-1处的数据

SDataType StackTop(Stack* ps) {
	assert(ps);
	return ps->_array[ps->_top - 1];
}

栈是否为空：

int StackEmpty(Stack* ps) {
	assert(ps);
	return ps->_top == 0;
}

栈中有效元素个数：

int StackSize(Stack* ps) {
	assert(ps);
	return ps->_top;
}

以上。。。大家可以自己调试看看