C语言数据结构栈的概念及结构、栈的实现、栈的初始化、销毁栈、入栈、出栈、检查是否为空、获取栈顶元素、获取有效元素个数等的介绍

文章目录

• 前言
• 栈的概念及结构
• 栈的实现
• 一、 栈结构创建
• 二、 初始化结构
• 三、销毁栈
• 四、入栈
• 五、出栈
• 六、检查是否为空
• 七、获取栈顶元素
• 八、获取有效元素的个数
• 九、测试 1
• 十、测试 2
• 总结

前言

C语言数据结构栈的概念及结构、栈的实现、栈的初始化、销毁栈、入栈、出栈、检查是否为空、获取栈顶元素、获取有效元素个数等的介绍

栈的概念及结构

• 栈：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。栈中的数据元素遵守后进先出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。

栈的实现

栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。

一、 栈结构创建

栈结构的创建

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


// 动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;

二、 初始化结构

初始化结构定义

// 初始化栈
void STInit(ST* ps)
{
	assert(ps);

	ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("STInit malloc");
		return;
	}

	ps->top = 0; // top指的是栈顶元素的下一个位置
	//ps->top = -1; // top 指的是栈顶元素
	ps->capacity = 4;
}

三、销毁栈

销毁栈定义

// 销毁栈
void STDestroy(ST* ps)
{
	assert(ps);

	free(ps->a);
	ps->a == NULL;

	ps->top = 0;
	ps->capacity = 0;
}

四、入栈

入栈定义

// 入栈
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);

	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * ps->capacity * 2);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("STPush relloc");
			return;
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;
		
	}

	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}

五、出栈

出栈定义

// 出栈
void STPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!STEmpty(ps));

	ps->top--;
}

六、检查是否为空

检查是否为空定义

// 检查是否为空
bool STEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top == 0;
}

七、获取栈顶元素

获取栈顶元素定义

// 获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!STEmpty(ps));

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

八、获取有效元素的个数

获取有效元素的个数定义

// 获取有效元素的个数
int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top;
}

九、测试 1

测试1

#include "Stack.h"

int main()
{
	ST st;
	// 初始化栈
	STInit(&st);

	// 入栈
	STPush(&st, 1);
	STPush(&st, 2);
	STPush(&st, 3);
	STPush(&st, 4);

	// 栈内元素打印
	while (!STEmpty(&st))
	{
		// 打印栈顶元素
		printf("%d ", STTop(&st));
		// 出栈
		STPop(&st);
	}


	// 销毁栈
	STDestroy(&st);



	return 0;
}

效果如下：

十、测试 2

测试2

#include "Stack.h"

int main()
{
	ST st;
	// 初始化栈
	STInit(&st);

	// 入栈
	STPush(&st, 1);
	STPush(&st, 2);

	printf("%d ", STTop(&st));
	STPop(&st);

	STPush(&st, 3);
	STPush(&st, 4);

	printf("%d ", STTop(&st));
	STPop(&st);

	STPush(&st, 5);


	// 栈内元素打印
	while (!STEmpty(&st))
	{
		printf("%d ", STTop(&st));
		// 出栈
		STPop(&st);
	}


	// 销毁栈
	STDestroy(&st);



	return 0;
}

效果如下：

总结

C语言数据结构栈的概念及结构、栈的实现、栈的初始化、销毁栈、入栈、出栈、检查是否为空、获取栈顶元素、获取有效元素个数等的介绍