基于数组的栈的实现-优快云博客

一、栈的概念及结构

栈是一种特殊的线性表，它只允许在一端进行数据的插入和删除操作，这个进行插入和删除的一端被称为栈顶，另一端称为栈底；栈中的元素遵守后进先出的原则LIFPO（last in first out）

压栈：栈的插入操作叫做压栈\入栈\进栈，入数据在栈顶；

出栈：栈的删除操作叫做出栈，出数据在栈顶。

二、栈的实现

栈的实现可以用数组或者是链表；数组更方便栈的删除和插入数据，因为数组在尾部删除和插入数据是便捷的；用单链表时，实现栈的删除和插入数据需要利用单链表的头插，而双向链表实现栈时，可以直接尾删尾插；

一般实现栈利用的是数组，因为数组实现入栈和出栈的代价比较小；首先在实现栈的这一方面，数组相对于单链表更直接，相对于双向链表则是更为简洁，节省空间（双向链表指针域有两个）。

1、相关头文件

#pragma once

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int DataType;
//栈
typedef struct Stack
{
	DataType* data;
	int top;
	int capacity;
}Stack;

//栈的初始化
void StackInit(Stack* pst);

//栈的销毁
void StackDestroy(Stack* pst);

//栈入数据
void StackPush(Stack* pst, DataType x);

//栈出数据
void StackPop(Stack* pst);

//栈的判空
bool StackEmpty(Stack* pst);

//返回栈顶数据
DataType StackTop(Stack* pst);

//栈中的元素个数
int StackSize(Stack* pst);

2、各个接口的实现

栈的初始化

//栈的初始化
void StackInit(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	pst->data = NULL;
	pst->capacity = pst->top = 0;
}

栈的销毁

//栈的销毁
void StackDestroy(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	if (pst->data != NULL)//free不能释放NULL
	{
		free(pst->data);
	}
	pst->data = NULL;
	pst->capacity = pst->top = 0;
}

入栈

//栈入数据
void StackPush(Stack* pst, DataType x)
{
	assert(pst);
	int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : 2 * pst->capacity;
	if (pst->capacity == pst->top)//空间不够，申请空间
	{
		DataType* tmp = (DataType*)realloc(pst->data, sizeof(DataType) * newcapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("malloc fail");
			return;
		}
		pst->data = tmp;//realloc自动释放掉旧的空间
		pst->capacity = newcapacity;
	}
	pst->data[pst->top++] = x;
}

出栈


//栈出数据
void StackPop(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	pst->top--;
}

栈的判空

//栈的判空
bool StackEmpty(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top == 0 ? true : false;
}

返回栈顶元素

//返回栈顶数据
DataType StackTop(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->data[pst->top - 1];
}

返回栈中的元素个数

//栈中元素个数
int StackSize(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top;
}

top初始化为0，指向的始终是栈顶元素的下一个，相当于顺序表里面的size；

若是把top初始化为-1，那么它指向的就是栈顶元素。