初阶数据结构学习记录——여섯 栈

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栈的概念及结构

Stack.h

Stack.c

Test.c

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栈的概念及结构

先上个标准化术语再写吧。

栈是一种特殊的线性表，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

后进先出，但是并不是后进的一定会先出。1234四个字符，出栈的顺序可以是4321，也可以是2143，先放12，然后出栈，再放34然后出栈。

栈有数组栈和链表栈。假设存入1234，4个数字。如果是数组栈，依次存入，栈顶位置也就是4的位置，想要由栈顶依次删除会很简单。如果是链表栈，尾删操作就需要双指针，当然也可以头删，也就是存入第一个数值，存第二个数值时，第二个的next指向第一个，那么出栈也就是头删操作。

不过实际上，数组栈还是最方便的。接下来的代码也就是数组栈。

Stack.h

#pragma once
#include 
#include 
#include 
#include 
 
typedef int STDatatype;
typedef struct Stack 
{
    STDatatype* a;
    int capacity;
    int top;//栈顶
}ST;
 
void StackInit(ST* ps);
void StackDestroy(ST* ps);
void StackPush(ST* ps, STDatatype x);
void StackPop(ST* ps);
bool StackEmpty(ST* ps);
STDatatype StackTop(ST* ps);
STDatatype StackSize(ST* ps);

栈所要实现的功能就是这些，依次是初始化，销毁，插入，删除，检查是否为空，返回栈顶，返回大小。

由于是数组操作，整体代码写起来不算难。

Stack.c

#include "Stack.h"
 
void StackInit(ST* ps)
{
    assert(ps);
    ps->a = (STDatatype*)malloc(sizeof(STDatatype) * 10);//当然也可以初始化为NULL
    if (ps->a == NULL)
    {
        perror("malloc fail");
        exit(-1);
    }
    ps->top = 0;
    ps->capacity = 10;
}
 
//这里的初始化，我用的就是传入地址，在函数里malloc，且top = 0。这个其实和我之前的试写现实通讯录所用的一样。top = 0，录入一个数据，就变成1，意为存有1个数据。
 
void StackDestroy(ST * ps)
{
    assert(ps);
    free(ps->a);
    ps->a = NULL;
    ps->top = ps->capacity = 0;
}
 
void StackPush(ST* ps, STDatatype x)
{
    assert(ps);
    if (ps->top == ps->capacity)
    {
        STDatatype* tmp = (STDatatype*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDatatype));
        if (tmp == NULL)
        {
            perror("ralloc fail");
            exit(-1);
        }
        ps->a = tmp;
        ps->capacity *= 2;
    }
    ps->a[ps->top] = x;
    ps->top++;
}
 
bool StackEmpty(ST* ps)
{
    assert(ps);
    return ps->top == 0;
}
 
void StackPop(ST* ps)
{
    assert(ps);
    //assert(ps->top > 0);
    assert(!StackEmpty(ps));
    ps->top--;
}
 
assert(ps->top > 0); //为了防止删多了而断言一下
 
bool StackEmpty(ST* ps)
{
    return ps->top == 0;
}
 
//这里简化过了代码，我们也可以使用if else。而return ps->top == 0则是利用了布尔值，这个表达式为真那么也就意味着数组已经空了。
 
STDatatype StackTop(ST * ps)
{
    assert(ps);
    //assert(ps->top > 0);
    assert(!StackEmpty(ps));
    return ps->a[ps->top - 1];
}
 
STDatatype StackSize(ST* ps)
{
    assert(ps);
    return ps->top;
}

这里也写了点测试代码

Test.c

void TestStack1()
{
    ST st;
    StackInit(&st);
    StackPush(&st, 1);
    StackPush(&st, 2);
    StackPush(&st, 3);
    StackPush(&st, 4);
    StackPush(&st, 5);
 
    printf("size:%d\n", StackSize(&st)); // 不关心底层实现
    printf("size:%d\n", st.top+1);  // 关心
 
    StackPop(&st);
    StackPop(&st);
    StackPop(&st);
    StackPop(&st);
    StackPop(&st);
    StackPop(&st);
 
    printf("%d\n", StackTop(&st));
    StackDestroy(&st);
}
 
int main()
{
    TestStack1();
}

结束。