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数据结构专栏：数据结构与算法
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目录
一、栈
1.栈的定义
2.栈的实现
a.栈结构的定义
b.初始化
c.扩容
d.入栈
e.出栈
f.打印
g.取栈顶元素
h.判空
i.获取栈中的元素个数
j.销毁
二、队列
1.队列的定义
2.队列的实现
a.队列结构的定义
b.初始化
c.创建节点
d.入队
e.出队
f.队中的元素个数
g.队列判空
h.队列打印
i.取队头元素
j.取队尾元素
k.销毁
一、栈
1.栈的定义
栈是一种特殊的线性表，其只允许在固定的一段进行插入和删除元素的操作。进行数据的插入和删除元素的操作的一端被称为栈顶，另一端被称为栈底。栈中的数据元素遵循后进先出LIFO（Last in First out）的原则。
2.栈的实现
栈的实现一般可以用数组和链表实现，一般情况下用数组实现更为合适，因为在数组尾部进行插入和删除操作的代价较小。
a.栈结构的定义
typedef int STDataType;//定义栈结构（数组） typedef struct Stack {STDataType* a; //数组栈int top; //栈顶int capacity; //容量 }Stack;
b.初始化
void STInit(Stack* pst) {assert(pst);pst->a = NULL;pst->capacity = 0;pst->top = -1; }
c.扩容
void STExpan(Stack* pst) {if (pst->top + 1 == pst->capacity){int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, newcapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail!");return;}pst->a = tmp;pst->capacity = newcapacity;} }在对栈中的数组进行扩容时，需要注意其他参数如容量（capacity）的变化，在一开始我们将capacity初始化为0，所以在这里要对capacity进行判空。
d.入栈
void STPush(Stack* pst, STDataType x) {assert(pst);STExpan(pst);pst->top++;pst->a[pst->top] = x; }
e.出栈
void STPop(Stack* pst) {assert(pst && pst->top > -1);pst->top--; }
f.打印
void STPrint(Stack* pst) {while (!STEmpty(pst)){printf("%d ", STTop(pst));STPop(pst);} }
g.取栈顶元素
STDataType STTop(Stack* pst) {assert(pst && pst->top > -1);return pst->a[pst->top]; }
h.判空
bool STEmpty(Stack* pst) {assert(pst);return pst->top == -1; }
i.获取栈中的元素个数
int STSize(Stack* pst) {assert(pst);return pst->top + 1; }
j.销毁
void STDestroy(Stack* pst) {assert(pst);free(pst->a);pst->a = NULL;pst->capacity = 0;pst->top = 0; }
二、队列
1.队列的定义
队列是只允许在一端进行插入，另一端进行删除数据操作的线性表。队列中的数据元素遵循先进先出FIFO（First in First out）的原则。进行插入操作的一端称为队尾，进行删除操作的一端成为队头。
2.队列的实现
队列可以用数组和链表实现，使用链表的结构更优，因为如果使用数组，在执行出队列的操作时效率会比较低。
a.队列结构的定义
typedef int QDataType;//定义队列节点 typedef struct QueueNode {struct QueueNode* next; //后继指针QDataType val; //数值 }QNode;//队列指针 typedef struct Queue {QNode* head; //队头指针QNode* tail; //队尾指针int size; //队列中的元素 }Queue;为了简化实现函数时参数的传递，我们额外定义一个包含一个头节点和尾节点的结构体，其中头节点和尾节点应分别指向一个链表的头和尾。
b.初始化
void QueueInit(Queue* pq) {assert(pq);pq->head = NULL;pq->tail = NULL;pq->size = 0; }
c.创建节点
QNode* QueueBuyNode(QDataType x) {QNode* newNode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newNode == NULL){perror("malloc fail!");exit(1);}newNode->next = NULL;newNode->val = x;return newNode; }
d.入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) {assert(pq);QNode* node = QueueBuyNode(x);if (pq->head == NULL) // 判空{pq->head = pq->tail = node;pq->size++;}else{pq->tail->next = node;pq->tail = pq->tail->next;pq->size++;} }
e.出队
void QueuePop(Queue* pq) {assert(pq && pq->head);QNode* phead = pq->head;pq->head = pq->head->next;free(phead);phead = NULL;if (pq->head == NULL) //队列为空 pq->tail = NULL;pq->size--; }
f.队中的元素个数
int QueueSize(Queue* pq) {assert(pq);return pq->size; }
g.队列判空
bool QueueEmpty(Queue* pq) {assert(pq);return pq->size == 0; }
h.队列打印
void QueuePrint(Queue* pq) {assert(pq);if (pq->size == NULL){printf("NULL\n");return;}QNode* pcur = pq->head;while (pcur){printf("%d ", pcur->val);pcur = pcur->next;}printf("\n"); }
i.取队头元素
QDataType QueueFront(Queue* pq) {assert(pq && pq->head);return pq->head->val; }
j.取队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq) {assert(pq && pq->tail);return pq->tail->val; }
k.销毁
void QueueDestroy(Queue* pq) {assert(pq);QNode* pcur = pq->head;while (pcur){QNode* pnext = pcur->next;free(pcur);pcur = pcur->next;}pq->head = pq->tail = NULL;pq->size = 0; }
