棧（C語言實現(xiàn)）-創(chuàng)新互聯(lián)

文章目錄：
  • 1.棧的概念
  • 2.棧的結構
  • 3.接口實現(xiàn)
    • 3.1初始化棧
    • 3.2判斷棧是否為空
    • 3.3壓棧（入棧）
    • 3.4出棧
    • 3.5查看棧頂元素
    • 3.6統(tǒng)計棧內元素個數
    • 3.7銷毀棧

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棧：一種特殊的線性表，其只允許在固定的一端進行插入和刪除元素操作。進行數據插入和刪除操作的一端稱為棧頂，另一端稱為棧底,棧中的數據元素遵守 后進先出LIFO（Last In First Out） 的原則

2.棧的結構

由于棧后進先出的特點，相對而言數組的結構實現(xiàn)更優(yōu)一些。因為數組在尾上插入數據的代價比小。實現(xiàn)類似于順序表，結構包括一個數組指針，指向存儲數據的數組，再就是一個指向棧頂的指針，因為壓棧時如果棧滿了需要動態(tài)開辟空間，所以這里還需要定義一個容量

//數據類型
typedef int STDataType;

//棧信息結構
typedef struct Stack
{STDataType* a;//數組
	int top;// 初始為0，表示棧頂位置下一個位置的下標
	int capacity;// 容量
}ST;

圖示：

3.接口實現(xiàn) 3.1初始化棧

將數組指針a置空，同時開辟出起始空間容量，并將棧頂初始化為0，這里棧頂也可以初始化為-1，如果初始化為0，取棧頂就是取下標為top-1位置處的元素，如果初始化為-1，取棧頂就是取的下標為top位置處的元素

//初始化棧
void StackInit(ST* ps)
{assert(ps);
	//開辟起始空間
	ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
	if (ps->a == NULL)//判斷開辟成功
	{perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	ps->top = 0;
	ps->capacity = 4;//初始容量
}
3.2判斷棧是否為空

根據前面的初始化，如果top指針在下標為0的位置棧就為空，返回其布爾值即可

//判斷棧是否為空
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);
	//返回top指針是否在下標為0的位置
	return ps->top == 0;
}
3.3壓棧（入棧）

首先要考慮擴容問題，避免空間不夠還要壓棧，這里斷言ps是為了防止人為不小心傳空，然后將數據放入下標為top的位置，再將top++后移一個位置即可，此時棧頂的下標top代表的就是棧中數據的個數

//壓棧（入棧）
void StackPush(ST* ps, STDatatype x)
{assert(ps);
	// 判斷擴容
	if (ps->top == ps->capacity)
	{STDatatype* tmp = (STDatatype*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDatatype));
		if (tmp == NULL)//判斷開辟成功
		{	perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;
	}
	//先將top位置放入數據，再將top++后移
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
3.4出棧

首先斷言棧為空的情況，棧空不能出棧，然后出棧操作只需要將top指針減一改變棧頂位置為原棧頂的下一個元素即可，這里不需要將原棧頂置零，后面再進行壓棧操作時自然會將其覆蓋掉

//出棧
void StackPop(ST* ps)
{assert(ps);
	//斷言棧為空
	assert(!StackEmpty(ps));
	//棧頂下標后移一位
	ps->top--;
}
3.5查看棧頂元素

首先斷言棧為空的情況，棧為空無棧頂元素，然后將下標為top-1的棧頂元素返回即可

//查看棧頂元素
STDatatype StackTop(ST* ps)
{assert(ps);
	//斷言棧為空
	assert(!StackEmpty(ps));
	//返回棧頂元素
	return ps->a[ps->top - 1];
}
3.6統(tǒng)計棧內元素個數

棧頂的下標top代表的就是棧中數據的個數,將其返回即可

//統(tǒng)計棧內元素個數
int StackSize(ST* ps)
{assert(ps);
	//返回棧頂下標
	return ps->top;
}
3.7銷毀棧

銷毀棧我們直接釋放掉存儲棧的數組，再將數組指針置空（避免野指針），最后將棧頂指針和容量置零即可

//銷毀棧
void StackDestroy(ST* ps)
{assert(ps);
	//釋放數組
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;//置空
	ps->top = ps->capacity = 0;//置零
}

棧的實現(xiàn)到這里就介紹結束了，期待大佬們的三連！你們的支持是我大的動力！
文章有寫的不足或是錯誤的地方，歡迎評論或私信指出，我會在第一時間改正。

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