栈和队列
栈
栈：一种特殊的线性表，其中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段称为栈顶，另一端称为栈底，栈中的数据元素遵守后进先出的原则
- LIFO(lost in first out)
压栈：栈的插入操作叫进栈\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，相比较而言数组的结构实现更优一些，数组在尾部插入数据代价较小
这里简单讲一下，在数据结构中的栈与计算机组成原理中的栈是不同的，是俩个不同学科的内容。
stack.h文件
c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>
//静态栈
//typedef int SLDataType;
//#define N 10
//typedef struct stack
//{
// SLDataType SL[N];
// int top;
//}stack;
//动态栈
typedef int SLDataType;
typedef struct stack
{
SLDataType* SL;
//栈顶
int top;
//容量
int capacity;
}stack;
//初始化栈
void StackInit(stack* ps);
//销毁栈
void StackDestory(stack* ps);
//入栈
void StackPush(stack* ps,SLDataType x);
//出栈
void StackPop(stack* ps);
//获取栈顶元素
SLDataType StackTop(stack* ps);
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(stack* ps);
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
bool StackEmpty(stack* ps);stack.c文件
c
#include"stack.h"
//初始化栈
void StackInit(stack* ps)
{
ps->SL = (SLDataType*)malloc(sizeof(SLDataType) * 5);
if (ps == NULL)
{
perror("malloc fail");
return;
}
ps->capacity = 5;
ps->top = 0;
}
//销毁栈
void StackDestory(stack* ps)
{
assert(ps);
free(ps->SL);
ps->SL = NULL;
ps->capacity = 0;
ps->top = 0;
}
//入栈
void StackPush(stack* ps, SLDataType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
SLDataType* p = (SLDataType*)malloc(sizeof(SLDataType) * ps->capacity * 2);
if (p == NULL)
{
perror("malloc fail");
return;
}
ps->SL = p;
p = NULL;
ps->capacity *= 2;
}
ps->SL[ps->top] = x;
ps->top++;
}
//出栈
void StackPop(stack* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
ps->top--;
}
//获取栈顶元素
SLDataType StackTop(stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->SL[(ps->top) - 1];
}
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->top - 1;
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
bool StackEmpty(stack* ps)
{
assert(ps);
return (ps->top == 0);
}队列
队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先出先进FIFO(First in First Out)
入队列：进行插入操作的一端称为队尾
出队列：进行删除操作的一端称为对头
一端插入一端删除
队列的实现
队列的实现一般使用链表的形式
queue.h文件
c
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int QDataType;
//小环境：使用单链表形式表示队列
typedef struct QListNode
{
QDataType data;
struct QListNode* next;
}QNode;
//大环境：表示队列结构
typedef struct Queue
{
QNode* head;
QNode* tail;
int size;
}Queue;
//队列初始化
void QueueInit(Queue* q);
//队列销毁
void Queuedestory(Queue* q);
//队尾入队列
void QueuePush(Queue* q,QDataType x);
//队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
//获取队列头元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
//获取队列尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
//获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
//检查是否为空
bool QueueEmpty(Queue* q);queue.c文件
c
#include"queue.h"
//队列初始化
void QueueInit(Queue* q)
{
assert(q);
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
q->size = 0;
}
//队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType x)
{
assert(q);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
return;
}
newnode->next = NULL;
newnode->data = x;
if (q->head == NULL && q->tail == NULL)
{
q->head = q->tail = newnode;
}
else
{
q->tail->next = newnode;
q->tail = newnode;
}
q->size++;
}
//队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
if (q->head->next == NULL)
{
free(q->head);
q->head = q->tail = NULL;
}
else
{
QNode* cur = q->head;
q->head = cur->next;
free(cur);
cur = NULL;
}
q->size--;
}
//获取队列头元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
return q->head->data;
}
//获取队列尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
return q->tail->data;
}
//获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
assert(q);
return q->size;
}
//检查是否为空
bool QueueEmpty(Queue* q)
{
assert(q);
return q->head == NULL;
}
//队列销毁
void Queuedestory(Queue* q)
{
assert(q);
QNode* cur = q->head;
while (cur)
{
q->head = cur->next;
free(cur);
cur = q->head;
}
cur = NULL;
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
q->size--;
}