@TOC
栈和队列的基本操作过后，依旧会更新一波题解，希望假期能把数据结构更完。
正文开始@边通书
1. 栈的概念及结构
1.1 栈的概念
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。说白了，就是吃多了吐:sweat:.
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/弹栈，出数据也在栈顶。
1.2 栈的结构
栈的实现一般可以使用数组（数组栈）或者链表（链表栈）实现。理论上两者都可以，但相对而言数组栈实现更优一些。因为数组栈尾插尾删效率更高，且缓存利用率高。
单链表，更适合头插头删，如果用头作栈顶，就可以设计成单链表，可以但是不是有点怪。用尾作栈底，要设计成双向链表，否则增删数据效率低。
现在我们来实现动态数组栈。
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top;//栈顶位置
int capacity;
}ST;2. 栈的实现
依旧是头文件文末贴出来，大家自己写嗷，顺序表写过了，这就很简单！在测试文件处有两处小注意，附在后边了。
2.1 初始化和销毁
2.1.1 初始化
- [x] 初始化
top给的是0，top指向栈顶数据的下一个
" title="">
- [ ] 初始化
top给的是-1，top指向栈顶数据
" title="">
我们采取第一种初始化方式，这是有理由的。
void StackInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->a = NULL;
ps->top = 0;
//初始化时，top给-1，意味着top指向栈顶数据：先+1，再放数据
//初始化时，top给0，意味着top指向栈顶数据的下一个：先放数据，再++
ps->capacity = 0;
}2.1.2 销毁
void StackDestroy(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;//有必要，不然就是野指针了
ps->top = 0;
ps->capacity = 0;
}2.2 获取栈中有效元素个数、判断栈空
2.2.1 获取栈中有效元素个数
- [ ]
ps->top恰好就是栈中元素个数。
" title="">
int StackSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}2.2.2 判断栈空
- [ ] 逻辑真，即为空栈。
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}2.3 压栈、出栈
2.3.1 压栈
" title="">
当ps->top == ps->capacity时，就申请空间。
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
int newcapacity = (ps->capacity == 0) ? 4 : 2 * ps->capacity;
STDataType* ptr = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity *sizeof(STDataType));
if (ptr == NULL)
{
printf("realloc failed\n");
exit(-1);
}
ps->a = ptr;
ps->capacity = newcapacity;
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}2.3.2 出栈
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));//断言，栈不为空--这样调用函数不会受到你实现方式的影响
ps->top--;
}2.4 取栈顶元素
- [ ] 注意，在外层调用时，出栈后，别忘记弹栈。这样才好取下一个。
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
return ps->a[ps->top - 1]; // 注意是top-1
}附
Stack.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top;//栈顶位置
int capacity;
}ST;
void StackInit(ST* ps);
void StackDestroy(ST* ps);
//压栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x);
//出栈
void StackPop(ST* ps);
//取栈顶数据
STDataType StackTop(ST* ps);
//栈中数据多少？
int StackSize(ST* ps);
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);
Stack.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
void StackInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->a = NULL;
ps->top = 0;
//初始化时,top给-1,意味着top指向栈顶数据：先+1,再放数据
//初始化时，top给0，意味着top指向栈顶数据的下一个：先放数据，再++
ps->capacity = 0;
}
void StackDestroy(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;//有必要，不然就是野指针了
ps->top = 0;
ps->capacity = 0;
}
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
int newcapacity = (ps->capacity == 0) ? 4 : 2 * ps->capacity;
STDataType* ptr = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity *sizeof(STDataType));
if (ptr == NULL)
{
printf("realloc failed\n");
exit(-1);
}
ps->a = ptr;
ps->capacity = newcapacity;
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));//断言，栈不为空--这样调用函数不会受到你实现方式的影响
ps->top--;
}
int StackSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
return ps->a[ps->top - 1]; // 注意是top - 1
}test.c
注意：
- [ ] 取栈顶元素制后，别忘记弹栈
- [ ] 遍历栈时，要符合栈的性质，只能取完栈顶数据才能取下一个
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
//测试压栈，出栈
void testStack1()
{
ST st;
StackInit(&st);
StackPush(&st, 1);
StackPush(&st, 2);
StackPush(&st, 3);
StackPush(&st, 4);
StackPush(&st, 5);
StackPop(&st);
/*StackPop(&st);
StackPop(&st);
StackPop(&st);
StackPop(&st);
StackPop(&st);*/
StackDestroy(&st);
}
void testStack2()
{
ST st;
StackInit(&st);
StackPush(&st, 1);
StackPush(&st, 2);
StackPush(&st, 3);
StackPush(&st, 4);
StackPush(&st, 5);
StackPush(&st, 6);
StackPush(&st, 7);
printf("top:%d\n", StackTop(&st));
StackPop(&st);
printf("top:%d\n", StackTop(&st));
StackPop(&st);
printf("size:%d\n", StackSize(&st));
//由于栈的性质，遍历栈--只能取完栈顶数据才能取下一个
while (!StackEmpty(&st))
{
printf("%d ", StackTop(&st));
StackPop(&st);
}
StackDestroy(&st);
}
int main()
{
//testStack1();
testStack2();
return 0;
}
