前言

C语言数据结构栈的概念及结构、栈的实现、栈的初始化、销毁栈、入栈、出栈、检查是否为空、获取栈顶元素、获取有效元素个数等的介绍

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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。

• 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。

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。

一、 栈结构创建

栈结构的创建

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>// 动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}ST;

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二、 初始化结构

初始化结构定义

// 初始化栈
void STInit(ST* ps)
{assert(ps);ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);if (ps->a == NULL){perror("STInit malloc");return;}ps->top = 0; // top指的是栈顶元素的下一个位置//ps->top = -1; // top 指的是栈顶元素ps->capacity = 4;
}

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三、销毁栈

销毁栈定义

// 销毁栈
void STDestroy(ST* ps)
{assert(ps);free(ps->a);ps->a == NULL;ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}

四、入栈

入栈定义

// 入栈
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);if (ps->top == ps->capacity){STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * ps->capacity * 2);if (tmp == NULL){perror("STPush relloc");return;}ps->a = tmp;ps->capacity *= 2;}ps->a[ps->top] = x;ps->top++;
}

五、出栈

出栈定义

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

六、检查是否为空

检查是否为空定义

// 检查是否为空
bool STEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}

七、获取栈顶元素

获取栈顶元素定义

// 获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!STEmpty(ps));return ps->a[ps->top - 1];
}

八、获取有效元素的个数

获取有效元素的个数定义

// 获取有效元素的个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}

九、测试 1

测试1

#include "Stack.h"int main()
{ST st;// 初始化栈STInit(&st);// 入栈STPush(&st, 1);STPush(&st, 2);STPush(&st, 3);STPush(&st, 4);// 栈内元素打印while (!STEmpty(&st)){// 打印栈顶元素printf("%d ", STTop(&st));// 出栈STPop(&st);}// 销毁栈STDestroy(&st);return 0;
}

效果如下：

十、测试 2

测试2

#include "Stack.h"int main()
{ST st;// 初始化栈STInit(&st);// 入栈STPush(&st, 1);STPush(&st, 2);printf("%d ", STTop(&st));STPop(&st);STPush(&st, 3);STPush(&st, 4);printf("%d ", STTop(&st));STPop(&st);STPush(&st, 5);// 栈内元素打印while (!STEmpty(&st)){printf("%d ", STTop(&st));// 出栈STPop(&st);}// 销毁栈STDestroy(&st);return 0;
}

效果如下：

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总结

C语言数据结构栈的概念及结构、栈的实现、栈的初始化、销毁栈、入栈、出栈、检查是否为空、获取栈顶元素、获取有效元素个数等的介绍