数据结构：栈

一、栈的基础

1.栈的定义

栈是一种"后入先出"的数据结构，可以看成是一叠盘子
- 只能从顶部放盘子（入栈）
- 只能从顶部拿盘子（出栈）

2.栈的常见应用

函数调用与返回：存储函数参数、局部变量、返回地址，保证调用顺序和返回逻辑。
表达式求值：处理算数表达式的运算符优先级和括号优先级。
括号匹配：检查【】（）{ }等括号是否成对且合法。
撤销/回退操作：记录操作历史。
递归实现：存储递归每层的参数和临时状态，递归结束后逐层返回。
进制转换

二、栈的实现

栈的实现与顺序表类似，但要简单很多，下面是原代码及部分注释

c 复制代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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;

//栈的初始化和销毁
void StackInit(ST* ps);
void StackDestroy(ST** pps);//因为销毁完要置空，所以传二级指针

//出栈和入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x);
void StackPop(ST* ps);

//获取栈顶元素
STDataType* StackTop(ST* ps);

//获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps);

//栈的判空
int StackEmpty(ST* ps);

c 复制代码

//栈的初始化和销毁
void StackInit(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->top = 0;
	ps->capacity = 0;
}
void StackDestroy(ST** pps)
{
	assert(pps);
	assert(*pps);
	free((*pps)->a);
	(*pps)->a = NULL;
	free(*pps);
	*pps=NULL;
}

//出栈和入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
//下面是扩容操作，因为只需使用一次，所以我们没必要像顺序表那样封装成一个新函数
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * (ps->capacity);
		ps->a = (STDataType*)relloc(ps, newcapacity * sizeof(STDataType));
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
void StackPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top>0);
	ps->top--;
}

//获取栈顶元素
STDataType* StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(pst->top > 0);
	return ps->a[ps->top - 1];
}

//获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

//栈的判空
int StackEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	//这个表达式可以一句话实现为空返回真，非空返回假的操作
	return ps->top == 0;
}