【数据结构】栈的定义与实现（附完整运行代码）

目录

一、栈的定义

二、顺序栈 链栈比较

三、栈的实现（顺序栈）

3.1 ❥ 定义栈结构

3.2 ❥ 初始化

3.3 ❥ 销毁

3.4 ❥ 插入（入栈）

3.5 ❥ 删除 （出栈）  

3.6 ❥ 获取栈顶元素

3.7 ❥ 判空

3.8 ❥ 获取数据个数

四、完整运行代码

stack.h

stack.c

test.c

一、栈的定义

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。

举例：

生活中我们装羽毛球的筒就是后进先出的例子，后放进的羽毛球先拿出来。

二、顺序栈 链栈比较

栈可以用数组实现，也可以用单链表或者双向链表实现。

用数组实现的栈称为顺序栈，用链表实现的栈称为链式栈。

现在共有3种结构，选哪种更优呢？

首先排除双向链表。

因为单链表能实现，用双向链表就会浪费空间，少维护一个指针也更方便。

而数组和单链表实现栈各有好处，二者效果等同。

如果非要选择一个，选择数组更优一些。

数组的缺点只有一个：就是扩容。扩容虽然自身有消耗，但影响不大。况且并不是有数据插入就要扩容。

而数组的更优在于：cpu高速缓存命中率更高，所以选数组更好一些。（若是没有缓存率这一点，选链表）

三、栈的实现（顺序栈）

3.1 ❥ 定义栈结构

代码如下：

typedef int STDataType;//定义栈结构
typedef struct stack
{STDataType* a;  //指向数组元素的指针int top;	   //有效数据个数int capacity;  //容量大小
}ST;

3.2 ❥ 初始化

为了防止使用出现错误，首先我们要对栈进行初始化操作，构造一个空栈。

思路：

  • 先将结构体变量的地址传给初始化函数
  • 然后将结构体里的数组指针初始化为NULL
  • 最后再把数据个数和容量大小都初始化为0

代码如下：

//初始化
void STInit(ST* ps)//传的是实参的地址，因为形参是实参的一份临时拷贝
{ps->a = NULL;ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}

易错点：关于top指针指向栈顶元素还是指向栈顶元素的下一个位置？

这里取决于自己定义。

  • top如果指向栈顶元素，那初始化top的时候就不能为0 （因为top为0时无法确定到底是有数据还是没有数据）
  • top如果指向栈顶元素的下一个，那初始化top的时候可以指向0

两种初始化方式想取哪一种都可以，但要搞清楚它们之间的关系（前后要求匹配）

3.3 ❥ 销毁

销毁的目的是：当我们使用完栈后，就要释放栈所占用的内存空间，还给操作系统

思路：

  • 首先进行断言，防止传入空指针（空地址）
  • 释放动态开辟的空间，并把指针置空，防止野指针发生未定义行为
  • 最后把容量和数据个数置为0（也可以不管，但是一般为了规范，都会把所有的成员做清理，除非是在销毁函数中做访问操作会出现错误）

代码如下：

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

3.4 ❥ 插入（入栈）

思路：

  • 我们要进行插入操作，就要动态申请空间，申请空间前，要先进行断言，防止传入空指针
  • 动态开辟一块空间，进行插入操作。为了防止开辟空间不够，我们需要持续扩容，所以用realloc函数，且每次开辟空间为原来的2倍
  • realloc前应先判断是否为首次开辟，因为若是头一次开辟的话，0*2一直为0，就等于没有开辟
  • 所以这里我们用三目运算，若是头一次开辟，直接给4个空间大小；若不是，就2倍增长。
  • 开辟完之后我们还要进行指针判断，防止开辟失败传入空指针
  • 若开辟成功，我们将数据入栈（也就是写入数组）

代码如下：

//插入(入栈)
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);//扩容 开辟空间if (ps->capacity == ps->top){// 三目运算符  等于0开辟4个字节 不等于0原空间大小*2int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));//开辟失败if (tmp == NULL){perror("realloc fail");exit(1);}//开辟成功ps->capacity = newcapacity;ps->a = tmp;}	//入栈ps->a[ps->top] = x;ps->top++;}

易错提醒：

开辟空间的条件这里写的是：ps->capacity==ps->top

原因：

因为我们这里是把top初始化为0了。当top初始化为0时，top跟size的意思一样（注意下标）

  • 若top=-1，top+1=capacity
  • 若top=0，top=capacity

哪种写法都可以，看初始化时top为-1还是0

3.5 ❥ 删除 （出栈）  

思路：

  • 删除前应先进行断言，防止传入空指针
  • 还要断言栈内元素是否为空，如果为空的话，就没办法进行出栈操作
  • 删除只需要将top指针往前挪动一位即可（因为top代表有效元素个数）

代码如下：

// 删除(出栈)
void STPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);ps->top--;
}

插入删除端的固定：

具体插入删除端在哪里根据自己所选的结构有关。

  • 数组：插入删除端在尾
  • 单链表：插入删除端在头
  • 双向链表：插入删除端在头尾都可以

3.6 ❥ 获取栈顶元素

思路：

  • 获取之前先进行断言是否为空指针
  • 也需要断言栈内是否有元素
  • 然后返回top前一个下标位置（因为top用作下标表示的是栈顶下一个元素的位置）

代码如下：

//获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);return ps->a[ps->top--];
}

3.7 ❥ 判空

思路：

  • 先进行断言
  • 判断top是否为0，为0则栈空，不为0则栈不为空

代码如下：

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

3.8 ❥ 获取数据个数

思路：

  • 先进行断言
  • 返回top（top表示有效数据个数）

代码如下：

//获取数据个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}

四、完整运行代码

stack.h

#pragma once#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>typedef int STDataType;//定义栈结构
typedef struct stack
{STDataType* a;  //指向数组元素的指针int top;	   //有效数据个数int capacity;  //容量大小
}ST;//初始化
void STInit(ST*ps);  //传的是实参的地址，因为形参是实参的一份临时拷贝//销毁
void STDestory(ST*ps);//插入(入栈)
void STPush(ST* ps, STDataType x);//插入端固定，只能在一端进行插入// 删除(出栈)
void STPop(ST * ps);//删除端也固定，只能在一端进行删除//获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps);//判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* ps);//获取数据个数
int STSize(ST* ps);

stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"stack.h"//初始化
void STInit(ST* ps)
{ps->a = NULL;ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}//销毁
void STDestory(ST* ps)
{assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}//插入(入栈)
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);//扩容 开辟空间if (ps->capacity == ps->top){// 三目运算符  等于0开辟4个字节 不等于0原空间大小*2int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));//开辟失败if (tmp == NULL){perror("realloc fail");exit(1);}//开辟成功ps->capacity = newcapacity;ps->a = tmp;}	//入栈ps->a[ps->top] = x;ps->top++;}// 删除(出栈)
void STPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);ps->top--;
}//获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);return ps->a[ps->top--];
}//判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}//获取数据个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"stack.h"int main()
{//创建结构体变量sST s;//初始化STInit(&s);//插入(入栈)STPush(&s, 1);STPush(&s, 2);STPush(&s, 3);STPush(&s, 4);// 删除(出栈)STPop(&s);//获取栈顶元素STDataType ret=STTop(&s);//判断栈是否为空bool h=STEmpty(&s);//获取数据个数int size=STSize(&s);//销毁STDestory(&s);return 0;
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/web/33941.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

【Android】创建一个可以在屏幕上拖动的悬浮窗

【Android】创建一个可以在屏幕上拖动的悬浮窗

项目需求 在界面上创建一个悬浮窗&#xff0c;可以自由的移动这个悬浮窗 需求解决 1.添加权限 <uses-permission android:name"android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW"/>2.请求权限 从 Android 6.0 (API 23) 开始&#xff0c;应用需要动态请求显示悬浮窗…
阅读更多...
F5《企业DNS建设白皮书》中的DNS解析服务器最佳实践

F5《企业DNS建设白皮书》中的DNS解析服务器最佳实践

在这个数字化转型加速的时代&#xff0c;DNS&#xff08;域名系统&#xff09;的重要性不言而喻。每一次重大事件都凸显了DNS的可靠性和安全性问题。对企业而言&#xff0c;它不仅关系到业务连续性&#xff0c;更是提供永续数字服务的关键。本文根据F5公司发布的《企业DNS建设白…
阅读更多...
中国4个民族群体的全基因组DNA甲基化变异图谱首次发布

中国4个民族群体的全基因组DNA甲基化变异图谱首次发布

2023年4月&#xff0c;由西北工业大学联合复旦大学等院校在Science China Life Sciences上发表题为“Genome-wide DNA methylation landscape of four Chinese populations and epigenetic variation linked to Tibetan high altitude adaptation”的文章&#xff0c;该研究通过…
阅读更多...
【AI编译器】triton学习：编程模型

【AI编译器】triton学习：编程模型

介绍 动机 在过去十年里&#xff0c;深度神经网络 (DNNs) 已成为机器学习 (ML) 模型的一个重要分支&#xff0c;能够实现跨领域多种应用中的最佳性能。这些模型由一系列包括参数化&#xff08;如滤波器&#xff09;和非参数化&#xff08;如缩小值函数&#xff09;元件组成的…
阅读更多...
Android | 性能优化 之 TraceView工具的使用

Android | 性能优化 之 TraceView工具的使用

上代码&#xff01; 先加权限&#xff1a; <uses-permission android:name"android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/> <uses-permission android:name"android.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS"/> 选择跟踪范围,在开始追踪和结束…
阅读更多...
景联文科技构建高质量多轮对话数据库，赋能AI交互新飞跃

景联文科技构建高质量多轮对话数据库，赋能AI交互新飞跃

近年来&#xff0c;大语言模型的发展极大推动了自然语言处理领域的进步&#xff0c;大语言模型正引领智能对话领域进入一个全新时代&#xff0c;不仅提升了对话体验的自然度和效率&#xff0c;也为探索更加人性化、智能化的交互方式开辟了道路。 景联文科技作为大语言模型数据服…
阅读更多...
node.js 离线实时语音识别

node.js 离线实时语音识别

前言 在node.js实现语音实时转文字。获取麦克风实时语音转文字。 下面是用vosk的效果。注意踩坑要及时评论哦&#xff0c;坑还是挺多的。 在探索后发现本地模型对设备还是有一定要求的&#xff0c;最总无奈采用百度语音识别的方案。 探索结果分享给大家&#xff0c;希望能在项…
阅读更多...
AI视频教程下载-定制GPT：使用您的数据创建一个定制聊天GPT

AI视频教程下载-定制GPT：使用您的数据创建一个定制聊天GPT

Custom GPTs_ Create a Custom ChatGPT with Your Data 构建一个定制的GPT&#xff0c;与您自己的数据进行聊天。添加文档&#xff0c;生成图像&#xff0c;并集成API和Zapier。 这门全面的Udemy课程专为那些渴望学习如何创建自己定制版ChatGPT的人设计&#xff0c;以满足他们…
阅读更多...
jstack的火焰图使用说明

jstack的火焰图使用说明

1、jstack的官方文档说明 How to use Flame Graph? - Fast thread 2、jstack的文件分析网站&#xff0c;可以关注cpu消耗比较高的线程和火焰图 GC log analysis error
阅读更多...
基于springboot+Vue高校宿舍管理系统的设计与实现【附源码】

基于springboot+Vue高校宿舍管理系统的设计与实现【附源码】

本科毕业设计&#xff08;论文&#xff09; 基于springbootVue高校宿舍管理系统的设计与实现 目录 摘要 2 第一章 绪论 2 1.1 开发背景 2 1.2 开发意义 2 第二章 系统分析 3 2.1 系统的需求分析 3 2.2 系统开发设计思想 3 2.3系统开发步骤 3 2.4 系统的主要技术 4 2.4.1 B/S系…
阅读更多...
JavaWeb系列八: WEB 开发通信协议(HTTP协议)

JavaWeb系列八: WEB 开发通信协议(HTTP协议)

HTTP协议 官方文档什么是HTTP协议快速入门页面请求的一个问题(分析)http请求包分析(get)http请求包分析(post)GET请求 POST请求分别有哪些http响应包分析常用的状态码说明状态码200状态码404状态码500状态码302状态码304 MIME类型MIME介绍常见的 MIME 类型 官方文档 HTTP常见请…
阅读更多...
七个值得收藏的资源网站，一定要码住~

七个值得收藏的资源网站，一定要码住~

1、壁纸网站&#xff1a;wallhere https://wallhere.com/ 这是一个免费的高清壁纸网站&#xff0c;各种类型的壁纸资源都有&#xff0c;高清无水印&#xff0c;每款壁纸都能下载到不同的尺寸&#xff0c;适应电脑、安卓手机和苹果手机的屏幕 2、电子书网站&#xff1a;熊猫搜…
阅读更多...
java编写的界面可以调用python吗

java编写的界面可以调用python吗

如何使用Java调用Python程序 本文为大家介绍如何java调用python方法&#xff0c;供大家参考。 实际工程项目中可能会用到Java和python两种语言结合进行&#xff0c;这样就会涉及到一个问题&#xff0c;就是怎么用Java程序来调用已经写好的python脚本呢&#xff0c;一共有三种…
阅读更多...
【源码+文档+调试讲解】牙科就诊管理系统

【源码+文档+调试讲解】牙科就诊管理系统

摘 要 现代经济快节奏发展以及不断完善升级的信息化技术&#xff0c;让传统数据信息的管理升级为软件存储&#xff0c;归纳&#xff0c;集中处理数据信息的管理方式。本牙科就诊管理系统就是在这样的大环境下诞生&#xff0c;其可以帮助管理者在短时间内处理完毕庞大的数据信息…
阅读更多...
学法减分题库最新版，分享几个简单试用的学习和搜题工具 #微信#经验分享#知识分享

学法减分题库最新版，分享几个简单试用的学习和搜题工具 #微信#经验分享#知识分享

告别繁琐的查询步骤&#xff0c;用我们的拍照搜题功能&#xff0c;只需几秒钟&#xff0c;答案就出现在你眼前&#xff0c;让学习变得更加高效便捷。 1.减分侠 这是个辅助学分减分的公众号 根据新的学法减分考试大纲&#xff0c;涵盖小车、客车、货车、摩托车&#xff0c;各…
阅读更多...
【AI落地应用实战】如何高效检索与阅读论文——302.AI学术论文工具评测

【AI落地应用实战】如何高效检索与阅读论文——302.AI学术论文工具评测

一、引言 作为一名学术领域的探索者&#xff0c;我们都知道&#xff0c;检索和阅读论文是我们获取知识、启发思考、验证假设的基石&#xff0c;也是日常学习中必不可少的基本功之一。然而在浩瀚的学术海洋中&#xff0c;如何快速、准确地找到我们需要的论文&#xff0c;就像是…
阅读更多...
史上最全涵盖在线离线nginx安装手册（含国产信创环境下麒麟V10）

史上最全涵盖在线离线nginx安装手册（含国产信创环境下麒麟V10）

下载安装包略 下载地址&#xff1a;http://nginx.org/download/nginx-版本.tar.gz 配合下载资源食用更佳 https://download.csdn.net/download/ProGram_BlackCat/89480431 安装 tar -zxvf nginx-1.16.1.tar.gz && cd nginx-1.16.1# 创建安装目录(默认路径↓) mkdir /u…
阅读更多...
摩柏BI，轻松实现word报告自动更新

摩柏BI，轻松实现word报告自动更新

|| 导语 告别手工&#xff01;在数字化办公的今天&#xff0c;高效、准确的数据处理能力已经成为职场人士必备的技能之一。尤其是对于财务分析师、市场研究员和管理人员&#xff0c;他们需要处理的报告不仅数量庞大&#xff0c;而且对数据的准确性和实时性要求极高。传统WORD报…
阅读更多...
指针(一)

指针(一)

指针基础 在C中&#xff0c;指针是至关重要的组成部分。它是C语言最强大的功能之一&#xff0c;也是最棘手的功能之一。 指针具有强大的能力&#xff0c;其本质是协助程序员完成内存的直接操纵。 指针&#xff1a;特定类型数据在内存中的存储地址&#xff0c;即内存地址。 …
阅读更多...
计算机网络课程实训：局域网方案设计与实现（基于ensp）

计算机网络课程实训：局域网方案设计与实现（基于ensp）

文章目录 前言基本要求操作分公司1分公司2总部核心交换机配置实现内部服务器的搭建acl_deny部分用户与服务器出口出口防火墙配置 前言 本篇文章是小编实训部分内容&#xff0c;内容可能会有错误&#xff0c;另外ensp对电脑兼容性及其挑剔&#xff0c;在使用之前一定要安装好。…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023