【C++】数据结构 栈的实现

本篇博客给大家带来的是用C++语言来实现数据结构的栈的实现！

🐟🐟文章专栏：数据结构

🚀🚀若有问题评论区下讨论，我会及时回答

❤❤欢迎大家点赞、收藏、分享！

今日思想：请再努力一下 为了想见的人 想成为的自己！

一、栈的定义

栈就像一个杯子（如上图），存储数据的时候，先进后出，例如：我们存储1、2数据时，1先存储进去然后再到2，如果我们把数据拿出来时，先拿到的是2。

二、栈的实现

我们怎么实现栈呢？链表是不可以的，因为链表先存储的数据也可以先拿出来，这不符合栈的性质，答案是数组，数组存储数据先存储的后拿出来，假如我们存储1、2、3、4，我们把1拿出来这时候2后面的数据整体往前挪动，时间复杂度为O（n).

栈的实现方法：栈的初始化、栈的销毁、入栈------栈顶、出栈------栈顶、拿栈顶的数据、判断栈是否为空、获取栈中有效的数据。

1、栈的初始化

我们先定义栈的结构体，代码实例：

//stack.h
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* arr;
	int top;//指向栈顶的结构
	int capacity;//容量
}ST;

栈的初始化，代码实例：

//stack.h
//栈的初始化
void STInit(ST* ps);

//stack.c
//栈的初始化
void STInit(ST* ps)
{
	ps->arr = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}

2、栈的销毁

代码实例：

//stack.h
//栈的销毁
void STDestroy(ST* ps);

//stack.c
//栈的销毁
void STDestroy(ST* ps)
{
	if (ps->arr)
		free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}

3、入栈------栈顶

一个栈假如我们栈里面什么都没有，此时top=capacity，要扩容，那么栈满了top=capcacity也要扩容。以上情况都考虑之后，我们看上图，把数据存储进去只要把数据放到top++就行。

代码实例：

//stack.h
//入栈-栈顶
void StackPush(ST* ps, STDataType* x);

//stack.c
//入栈-栈顶
void StackPush(ST* ps, STDataType* x)
{
	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		//空间不够-增容
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2*ps->capacity;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		ps->arr = tmp;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
	//空间够了
	ps->arr[ps->top++] = x;
}

4、判断栈是否为空

代码实例：

//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);

//stack.c
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
	asseret(ps);
	return ps->top == 0;
}

5、出栈------栈顶

出栈只要top--就行，这样我们入栈的时候覆盖原来的数据top++。

代码实例：

//stack.h
//出栈-栈顶
void StackPop(ST* ps);

//stack.c
//出栈-栈顶
void StackPop(ST* ps)
{
	assert(!StackEmpty(ps));
	--ps->top;
}

6、拿栈顶的数据

怎么拿栈顶的数据一看上图就知道了 。

代码实例：

//stack.h
//拿栈顶的数据
STDataType StackTop(ST* ps);

//stack.c
//拿栈顶的数据
STDataType StackTop(ST* ps)
{
	assert(!StackEmpty(ps));
	return ps->arr[ps->top - 1];
}

7、获取栈中有效数据

获取栈中有效数据其实就是存储了多少个数据。

代码实例：

//stack.h
//获取栈中有效数据
int STSize(ST* ps);

//stack.c
//获取栈中有效数据
int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

完！！