数据结构——栈

1>>导言

随着顺序表和链表的学习深入，我们开始步入新的章节，它的名字是"栈"，是不是很可爱，就一个字，它的结构内容也很可爱，不像链表那么复杂的代码不可爱，像是顺序表的精简版本，那么接下来就来学习栈的内容。

本篇文章重点：了解新的数据结构栈，手动模拟实现数据结构栈

2>>栈介绍

栈属于一种特殊的线性表，没错它也是线性表，之前我们讲过，线性表是逻辑结构相连，物理结构不一定相连，而栈的结构，根据我们所选择的底层结构来判断结构，可以是顺序表，也可以是链表，那这里因为栈是只允许在一端插入或删除元素， **进行数据插入和删除的叫栈顶，另一端则为栈底。它只遵循后进先出的原则，**因此这里使用顺序表作为底层结构，因此它的物理结构也是线性的。

栈的插入叫做入栈/压栈/进栈，入数据在栈顶部分

栈的删除叫做出栈，出数据也在栈顶

这里借助这张图来帮助大家理解，整个栈好比一个水杯，入栈好比往栈顶加水，而出栈则表示喝水，我们喝水也是从上面喝，因此栈的概念也就非常好理解了。

结构跟顺序表差不多，唯一差别就是将size表示有效数据个数 改名为top表示栈顶位置（其实一样） 。arr表示栈（水杯）不知道需要多大，所以用指针类型，方便后面使用动态内存管理realloc进行更改，capacity表示容量。

代码实现如上。

3>>入栈

入栈跟顺序表尾插代码大差不差，当空间不足时都需要进行相应的补充，那么什么时候空间不足呢？当top等于capacity的时候，我们就会发现它的空间不足需要补充，这里需要注意一开始我们给capacity赋值为0，因此，这里需要用三目操作符，判断是否0，为0则改为4，否则改为原来大小的2倍。当全部结束时，将新的指针传给arr，新空间大小传给原来的空间大小。

最后实现入栈的操作即可。

4>>出栈

假设我们原来是这样的栈，出栈只需要将top--即可实现，后续如果有新的数据，会把3覆盖的

代码也很简单，需要先判断top是否为0，为0则删除不了，会报错，错误类型是对空指针解引用。

5>>取栈顶元素

这个也比较简单，只需要将top--就是栈顶元素，返回这个值就好，注意返回类型是data也就是我们最开始定义的可变数据类型。

其他的打印初始化销毁就不过多介绍啦，跟顺序表都差不多这里是博客链接：顺序表各项功能的实现-CSDN博客

现在附上代码，感兴趣的宝子下来可以自己试试喔~

6>>代码

stack.h

cpp 复制代码

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>

typedef int data;

typedef struct stack {
	data* arr;
	int top;
	int capacity;
}stack;

void stinit(stack* pf); //初始化
void struin(stack* pf);//销毁

void stprint(stack* pf);//打印

void stenter(stack* pf, data x);//入栈
data stackpop(stack* pf);//出栈

data stackTop(stack* pf);//取栈顶元素

stack.c

cpp 复制代码

#include"stack.h"


void stinit(stack* pf) {
	pf->arr = NULL;
	pf->capacity = pf->top =  0;
}

void struin(stack* pf) {
	if (pf->arr != NULL);
		free(pf->arr);
		pf->arr = NULL;
	pf->capacity = pf->top = 0;
	
}
void stprint(stack* pf) {
	for (int i = 0; i < pf->top; i++) {
		printf("%d ", pf->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

void stenter(stack* pf, data x) {
	//空间不足
	assert(pf);
	if (pf->top == pf->capacity) {
		int newcapacity = pf->capacity == 0 ? 4 : pf->capacity * 2;
		data* tmp = (data*)realloc(pf->arr, newcapacity * sizeof(data));
		if (tmp == NULL) {
			perror("realloc");
			exit(1);
		}
		pf->arr = tmp;
		pf->capacity = newcapacity;
	}
	//入栈
	pf->arr[pf->top++] = x;
}
bool stackempty(stack* pf) {
	assert(pf);
	return pf->top != 0;
}
data stackpop(stack* pf) {
	assert(stackempty(pf));
	return --pf->top;
}

data stackTop(stack* pf)
{
	assert(StackEmpty(pf));
	return pf->arr[pf->top - 1];
}

test.c

cpp 复制代码

#include"stack.h"


void test()
{
	stack list;
	stinit(&list);
	stenter(&list, 1);
	stprint(&list);
	stenter(&list, 2);
	stprint(&list);
	stenter(&list, 3);
	stprint(&list);
	stenter(&list, 4);
	stprint(&list);
	data a=stleave(&list);
	printf("%d", a); a=stleave(&list);
	printf("%d", a); a=stleave(&list);
	printf("%d", a); a=stleave(&list);
	printf("%d", a);
}

int main()
{
	test();
	return 0;
}

6>>结语

栈的内容在学习了顺序表之后是不是感觉易如反掌哩，很可爱吧代码很少，用的地方可不少，如回文数，判断对称性的题目就很好用，谢谢大家的观看，期待下一篇与你相见！