【动态栈接口实现-C语言】

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前言

本文总结学习动态栈的各个接口实现。

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一、动态栈头文件Stack.h

本节主要包含：结构体类型创建，函数声明，头文件包含

#pragma once

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

// 支持动态增长的栈

typedef int STDataType;

typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	// 栈顶
	int top;
	// 容量
	int capacity;
}Stack;


// 必须在头文件声明函数，再测试，否则会出现很多问题，例如【C语言问题】条件为真时无法进入while循环

// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps);

// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);

// 出栈
void StackPop(Stack* ps);

// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps);

// 获取栈中有效元素个数(int也可用size_t)
int StackSize(Stack* ps);

// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
bool StackEmpty(Stack* ps);

// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);

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二、动态栈各接口具体实现Stack.c

本节主要包含：各个接口的实现方法

2.1 初始化栈

// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	
	// 对ps->a的赋值有两种，1-初始化置空 2-初始化开辟4个空间大小
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;
}

2.2 入栈

// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);

	// 判断是否需要扩容（仅有入栈需要判定扩容，所以没必要单独提出为函数）
	if ((ps->top) == (ps->capacity)) // top标识数组下标，初始为0
	{
		// 初始容量赋值4，后面每次扩容2倍容量
		int newcapacity = (0 == (ps->capacity)) ? 4 : (2 * (ps->capacity));
		ps->a = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));

		if (NULL == (ps->a))
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);
		}

		ps->capacity = newcapacity;
	}

	// 入栈
	ps->a[(ps->top)++] = data; // 先放数据再++
}

2.3 出栈

// 出栈
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0); // 注!!!!!!!

	(ps->top)--;
}

2.4 获取栈顶元素

// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);

	return (ps->a[(ps->top) - 1]);
}

2.5 获取栈中有效元素个数

// 获取栈中有效元素个数(int也可用size_t)
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	return (ps->top);
}

2.6 检测栈是否为空

// 检测栈是否为空，如果为空返回true，如果不为空返回false
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	// return (ps->top == 0) ? true : false; 可优化为：
	return (ps->top == 0);
}

2.7 销毁栈

// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;
	free(ps->a);
	(ps->a) = NULL;
}

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三、动态栈接口测试test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include "Stack.h"

int main()
{
	// 初始状态的栈应该是由一个结构体控制
	Stack ps = {0};

	// 初始化栈
	StackInit(&ps);

	// 入栈
	StackPush(&ps, 1);
	StackPush(&ps, 2);
	// 出栈
	StackPop(&ps);
	StackPush(&ps, 3);

	// 获取栈中有效元素个数(int也可用size_t)
	int ret = StackSize(&ps);
	printf("%d\n", ret);

	// 打印栈（栈的打印需要付出一些代价->需要打印一个出栈一个，判定剩余是否为空，再继续打印）
	while (!StackEmpty(&ps))
	{
		// 获取栈顶元素
		printf("%d ", StackTop(&ps));
		// 出栈
		StackPop(&ps);
	}
	printf("\n");
	
	
	// 销毁栈
	StackDestroy(&ps);

	return 0;
}

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总结

这里对文章进行总结：
以上就是今天总结的内容，本文包括了C语言实现动态栈接口各个接口，分享给大家。
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希望大家一起坚持学习，共同进步。梦想一旦被付诸行动，就会变得神圣。

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