标签：ps head pq 线性表 -- Queue assert 队列
1. 栈的表示和实现
1.1 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
。
1.2 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。
// 下面是定长的静态栈的结构，实际中一般不实用，所以我们主要实现下面的支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
#define N 10
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType a[N];
int top; // 栈顶
}Stack;
// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top; // 栈顶的位置
int capacity; // 容量
}ST;
// 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 StackSize(Stack* ps);
// 检测栈是否为空
bool StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);
1.2.1 栈的初始化
void StackInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->a = NULL;
ps->top = 0;
ps->capacity = 0;
}
1.2.2 入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);
// 满了扩容
if (ps->top == ps->capacity)
{
int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
ps->a = (STDataType*)realloc(ps->a, newCapacity* sizeof(STDataType));
if (ps->a == NULL)
{
printf("realloc fail\n");
exit(-1);
}
ps->capacity = newCapacity;
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
1.2.3 出栈
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->top > 0);
--ps->top;
}
1.2.4 获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->top > 0);
return ps->a[ps->top - 1];
}
1.2.5 获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
1.2.6 检测栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
/*if (ps->top > 0)
{
return false;
}
else
{
return true;
}*/
return ps->top == 0;
}
1.2.7 销毁栈
void StackDestory(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
2. 队列的表示和实现
2.1 队列的概念及结构
队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先
进先出FIFO(First In First Out)； 入队列：进行插入操作的一端称为
队尾； 出队列：进行删除操作的一端称为
队头。
2.2 队列的实现
队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，
出队列在数组头上出数据，效率会比较低。
// 链式结构：表示队列
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct QueueNode* next;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{
QNode* head;
QNode* tail;
//size_t size;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
// 销毁队列
void QueueDestory(Queue* pq);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* pq);
// 检查队列是否是空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
// 获取队列中有效元素个数
size_t QueueSize(Queue* pq);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
2.2.1 初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->head = pq->tail = NULL;
}
2.2.2 销毁队列
void QueueDestory(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
}
2.2.3 队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
assert(newnode);
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->tail == NULL)
{
assert(pq->head == NULL);
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
}
}
2.2.4 队头出队列
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->head && pq->tail);
if (pq->head->next == NULL)
{
free(pq->head);
pq->head = pq->tail = NULL;
}
else
{
QNode* next = pq->head->next;
free(pq->head);
pq->head = next;
}
}
2.2.5 检查队列是否是空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
//return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
return pq->head == NULL;
}
2.2.6 获取队列中有效元素个数
size_t QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
size_t size = 0;
while (cur)
{
size++;
cur = cur->next;
}
return size;
}
2.2.7 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->head);
return pq->head->data;
}
2.2.8 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->tail);
return pq->tail->data;
}
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