栈(C语言版)
2023-12-18 00:15:09
一.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。(可以看成子弹与弹夹的关系)
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
二.栈的对比
栈的实现数组和链表都可以,下面我们来对比下各种实现:
1.数组实现:
相当于之前顺序表的尾插尾插用尾去做了栈顶,非常合适。唯一缺陷就是:空间不够,需要增容
2.单链表实现:
如果要用单链表实现,那么就
用头去做栈顶更好,这样可以避免找不到前面的,入栈和出栈效率都是
0(1),缺点:每一次都要开辟空间,而且空间消耗远比数组大。
3.双链表实现:
此时可以用尾做栈顶,双向链表效率也为0(1),但是双链表缺点更大:不但每次都要开辟空间,而且空间消耗比单链表还要严重。
因此,我们用数组其实更好,增容也不是每次都增的,总体较为合适!
下面我们开始用数组实现栈:(放心,绝对比链表简单)
三.栈的实现
第一步:实现结构体
//定义结构体
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* arr;//数据
int top;//栈顶
int capacity;//容量
}SS;
第二步:实现基本接口
// 初始化栈定义
void StackInit(SS* ps)
{
//检查
assert(ps);
//开辟空间
ps->arr = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);//注意:开辟的空间为STDataType类型
ps->top = 0;//此时栈顶为0
ps->capacity = 4;//容量为开辟的4个STDataType空间大小
}
// 入栈定义
void StackPush(SS* ps, STDataType x)
{
//检查栈空间是否存足
if (ps->top == ps->capacity)
{
//空间不够,扩容
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, ps->capacity * sizeof(STDataType) * 2);
if (tmp == NULL)
{
exit(-1);
}
else
{
ps->arr = tmp;
ps->capacity *= 2;
}
}
//开始入栈操作
ps->arr[ps->top] = x;
ps->top++;
}
// 出栈定义
void StackPop(SS* ps)
{
//判断
assert(ps);
//栈不能为空
assert(ps->top > 0);
ps->top--;
}
// 获取栈顶元素定义
STDataType StackTop(SS* ps)
{
//判断
assert(ps);
//栈不能为空
assert(ps->top > 0);
return ps->arr[ps->top-1];
}
// 获取栈中有效元素个数定义
int StackSize(SS* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
// 检测栈是否为空,如果为空返回false,如果不为空返回true
bool StackEmpty(SS* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}
// 销毁栈定义
void StackDestory(SS* ps)
{
assert(ps);
free(ps->arr);
ps->arr = NULL;
ps->top = 0;
ps->capacity = 0;
}
这边建议大家还是边实现边检查,不然出问题了不好找。
由于我这写一个检查一个太耗时间,所以我就写完了统一检查:
#include "Stack.h"
void test1()
{
SS s1;
StackInit(&s1);
StackPush(&s1, 1);
StackPush(&s1, 2);
StackPush(&s1, 3);
StackPush(&s1, 4);
StackPush(&s1, 5);
StackPush(&s1, 6);
StackPush(&s1, 7);
StackPush(&s1, 8);
StackPush(&s1, 9);
StackPush(&s1, 10);
while (!StackEmpty(&s1))
{
printf("%d ",StackTop(&s1));
StackPop(&s1);
}
printf("\n");
StackDestory(&s1);
}
int main()
{
test1();
return 0;
}
结果如下:
最后,祝福大家身体健康,万事如意!
文章来源:https://blog.csdn.net/2301_79813267/article/details/135042342
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