【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NULL
	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;
}

⭕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NULL
	assert(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;
}