栈的数组实现

简介: 栈的数组实现

首先,栈是一个表,栈限制了插入和删除操作只能在一个位置上进行,这个位置是表的末端,所以栈是一种先进后出的数据结构

栈的实现非常简单,尤其是使用链表,只需要维护一个栈顶指针,入栈时将指针移到新加入的节点,出栈时将指针移到下一个节点

本文介绍栈的数组实现

实现思路:

1.维护一个栈顶索引

2.入栈时将索引 + 1

3.出栈时将索引 - 1

4.入栈和出栈前判断栈是否为满和空

代码实现

1.定义栈结构体:

typedef struct {
    int *data; // 栈的实际内存空间,是一个数组
    int top;   //栈顶索引
    int capacity; // 栈空间的大小
} stack;

2.初始化栈

void init_stack(stack *stack) {
    stack->data = (int *)malloc(INITIAL_CAPACITY * sizeof(int)); // 分配空间
    stack->top = -1; // 栈顶初始索引为-1
    stack->capacity = INITIAL_CAPACITY; // 默认大小
}

3.动态扩容

void expand(stack* stack) {
    stack->capacity *= 2;
    // 增长栈空间,为原来的2倍
    stack->data = (int *)relloc(stack->data, stack->capacity * sizeof(int));
}

4.入栈

void push(stack *stack, int value) {
    if (stack->top == stack->capacity - 1) { // 空间是否足够 
        expand(stack); // 不够则扩容
    }
    stack->data[++stack->top] = value; // 入栈
}

5.出栈

int pop(stack *stack) {
    if (is_empty(stack)) {
        printf ("stack is empty now!\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return stack->data[stack->top--];
}

6.销毁栈

void free_stack(stack *stack) {
    free(stack->data);
    stack->data = NULL;
    stack->top = -1;
    stack->capacity = 0;
}

7.测试

int main() {
    stack stack;
    init_stack(&stack);
    push(&stack, 10);
    push(&stack, 11);
    push(&stack, 12);
    push(&stack, 13);
     printf("Top element is %d\n", peek(&stack));
    printf("Popped element is %d\n", pop(&stack));
    printf("Top element is now %d\n", peek(&stack));
    free_stack(&stack);
    return 0;
}

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