【数据结构】栈---C语言版（详解！！！）

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文章目录

🐸一、栈的概念及结构
- 🍄1、栈的概念定义
- 🍄2、动图演示
- - 🌲入栈
  - 🌲出栈
  - 🌲整体过程
🐸二、栈的实现
🐸三、数组结构栈详解
- 🍎创建栈的结构
- ⭕接口1：定义结构体（ST）
- ⭕接口2：初始化（STInit）
- ⭕接口3：销毁（STDestroy）
- ⭕接口4：入栈（STPush）
- ⭕接口5：出栈（STPop）
- ⭕接口6：取栈顶数据（STTop）
- ⭕接口7：判空（STEmpty）
- ⭕接口8：获取栈的大小（STSize）
🐸四、完整代码
- 🥝Stack.h
- 🥝Stack.c
- 🥝Test.c

🐸一、栈的概念及结构

🍄1、栈的概念定义

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。

🍄2、动图演示

🌲入栈

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🌲出栈

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🌲整体过程

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🐸二、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

🐸三、数组结构栈详解

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🍎创建栈的结构

🥰这里先创建三个文件：
1️⃣：Stack.h文件，用于函数的声明
2️⃣：Stack.c文件，用于函数的定义
3️⃣：Test.c文件，用于测试函数
建立三个文件的目的：将栈作为一个项目来进行编写，方便我们的学习与观察。

⭕接口1：定义结构体（ST）

🥰请看代码与注释👇

//自定义类型
typedef int STDataType;
//创建栈的结构
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}ST;

⭕接口2：初始化（STInit）

🥰请看代码与注释👇

//初始化
void STInit(ST* pst)
{//断言传入指针不为NULLassert(pst);pst->a = NULL;pst->top = -1;  //top指向栈顶数据pst->top = 0;   //top 指向栈顶数据的下一个位置pst->capacity = 0;
}

⭕接口3：销毁（STDestroy）

🥰请看代码与注释👇

//销毁
void STDestroy(ST* pst)
{//断言传入指针不为NULLassert(pst);//释放free(pst->a);pst->a = NULL;pst->capacity = pst->top = 0;
}

⭕接口4：入栈（STPush）

🥰请看代码与注释👇

//入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{if (pst->top == pst->capacity){int newCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* temp = (STDataType*)realloc(pst->a, newCapacity * sizeof(STDataType));if (temp == NULL){perror("realloc fail");return;}pst->a = temp;pst->capacity = newCapacity;}pst->a[pst->top] = x;pst->top++;
}

⭕接口5：出栈（STPop）

🥰请看代码与注释👇

//出栈
void STPop(ST* pst)
{assert(pst);assert(!STEmpty(pst));pst->top--;
}

⭕接口6：取栈顶数据（STTop）

🥰请看代码与注释👇

//取栈顶数据
STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);assert(!STEmpty(pst));return pst->a[pst->top - 1];
}

⭕接口7：判空（STEmpty）

🥰请看代码与注释👇

//判空
bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top == 0;
}

⭕接口8：获取栈的大小（STSize）

🥰请看代码与注释👇

//获取栈的大小
int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top;
}

🐸四、完整代码

🥝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;int capacity;
}ST;//初始化
void STInit(ST* pst);
//销毁
void STDestroy(ST* pst);
//入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x);
//出栈
void STPop(ST* pst);
//取栈顶数据
STDataType STTop(ST* pst);
//判空
bool STEmpty(ST* pst);
//获取栈的大小
int STSize(ST* pst);

🥝Stack.c

#include"Stack.h"//初始化
void STInit(ST* pst)
{assert(pst);pst->a = NULL;pst->top = -1;  //top指向栈顶数据pst->top = 0;   //top 指向栈顶数据的下一个位置pst->capacity = 0;
}//销毁
void STDestroy(ST* pst)
{assert(pst);free(pst->a);pst->a = NULL;pst->capacity = pst->top = 0;
}//入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{if (pst->top == pst->capacity){int newCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* temp = (STDataType*)realloc(pst->a, newCapacity * sizeof(STDataType));if (temp == NULL){perror("realloc fail");return;}pst->a = temp;pst->capacity = newCapacity;}pst->a[pst->top] = x;pst->top++;
}//出栈
void STPop(ST* pst)
{assert(pst);assert(!STEmpty(pst));pst->top--;
}//取栈顶数据
STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);assert(!STEmpty(pst));return pst->a[pst->top - 1];
}//判空
bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top == 0;
}//获取栈的大小
int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top;
}

🥝Test.c

#include"Stack.h"//入栈测试void TestStack1()
{ST st;STInit(&st);STPush(&st, 1);STPush(&st, 2);STPush(&st, 3);STPush(&st, 4);while (!STEmpty(&st)){printf("%d ", STTop(&st));STPop(&st);}STDestroy(&st);
}//测试
void TestStack2()
{ST st;STInit(&st);STPush(&st, 1);STPush(&st, 2);printf("%d ", STTop(&st));STPop(&st);STPush(&st, 3);STPush(&st, 4);while (!STEmpty(&st)){printf("%d ", STTop(&st));STPop(&st);}STDestroy(&st);
}int main()
{//TestStack1();//TestStack2();return 0;
}