本文主要介绍了数据结构的栈和链表，内容全由作者原创（无AI），同时深度解析了栈和链表基本方法的实现，并带有配图帮助博友们更好的理解，点个关注不迷路，下面进入正文~~
目录
[1.4.2 入栈和出栈](#1.4.2 入栈和出栈)
1.栈
1.1栈的概念及结构
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。
我们可以形象的将栈比作一个弹夹，先装进去的子弹就先射出去。
也可以比作我们上电梯的时的先后顺序，最后进电梯的人往往最先出去。
1.2栈结构的定义
栈的实现一般可以使用数组或链表实现，那么我们具体要怎么选择呢？
这里我们首先排除双向链表，因为用单链表就足以实现栈，用双向链表会额外占用空间。
单链表和数组其实在栈的实现上区别不大，相对而言数组的结构实现更有一点，因为数组在尾上插入数据的代价比较小。这里我们就使用数组实现栈。、
cs
typedef int SLDataTtpe;
typedef struct Stact
{
SLDataTtpe* a;
int top;
int capacity;
}ST;这里的top其实就是顺序表的size，从下标上看，top表示即将要插入数据的位置。
1.3栈需要实现的基本功能
栈相对与顺序表的实现要简单不少，因为栈有限制出数据和入数据的方向，需要实现的方法也相对较少，常用的方法有如下几种，如图所示。
cs
// 初始化和销毁
void STInit(ST* pst);
void STDestroy(ST* pst);
// 入栈 出栈
void STPush(ST* pst,SLDataTtpe x);
void STPop(ST* pst);
// 取栈顶数据
SLDataType STTop(ST* pst);
// 判空
bool STEmpty(ST* pst);
// 获取数据个数
int STSize(ST* pst);1.4栈基本方法的实现
1.4.1初始化和销毁
这里的实现比较简单，不过多赘述
cs
// 初始化和销毁
void STInit(ST* pst)
{
assert(pst);
pst->a = NULL;
pst->capacity = pst->top = 0;
}
void STDestroy(ST* pst)
{
assert(pst);
free(pst->a);
pst->a = NULL;
pst->capacity = pst->top = 0;
}1.4.2 入栈和出栈
入栈最需要注意的地方就是扩容的时候先先判断capacity是否为零，为零就先赋值，不为零就翻倍。这里用三目操作符可以很好的实现
出栈的实现方法也比较简单，直接让栈顶向前走一位即可，前提是栈里面要有数据。
cs
// 入栈 出栈
void STPush(ST* pst, SLDataType x)
{
assert(pst);
if (pst->capacity == pst->top)
{
int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
ST* tmp = (ST*)realloc(pst->a, newcapacity * sizeof(SLDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("STpush");
return;
}
pst->a = tmp;
pst->capacity = newcapacity;
}
pst->a[pst->top] = x;
pst->top++;
}
void STPop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top > 0);
pst->top--;
}1.4.3取栈顶数据
需要注意的是，这里的top指的是下一个需要插入数据的位置，因此我们要找的位置应该是top的上一个位置，在访问数组时下标应是top-1。
cs
// 取栈顶数据
SLDataType STTop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(pst->top > 0);
return pst->a[pst->top - 1];
}1.4.4判空
这里用if判断top是否为可能会更好理解。为了更方便和简洁，我们可以直接返回pst->top == 0，如果为真返回1，即为true，数组为空；如果为假返回0，即为false，数组不为空
cs
// 判空
bool STEmpty(ST* pst)
{
assert(pst);
/*if (pst->top == 0)
{
return true;
}
return false;*/
return pst->top == 0;
}1.4.5获取数据个数
top指的是下一个需要插入数据的位置，同时也是数组元素的个数，直接返回top即可。
cs
// 获取数据个数
int STSize(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->top;
}2.队列
2.1队列的概念及结构
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，队列具有先进先出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队头
形象的说，我们在排队吃饭取号的时候，都是先取号的先用餐，队列也是如此。
2.2队列的实现
队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。
cs
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
struct QueueNode* next;
QDataType val;
}QNode;2.3队列实现的前期准备
cs
// 队尾插入
void QueuePush(QNode** pphead, QNode** pptail, QDataType x);
// 队头删除
void QueuePop(QNode** pphead, QNode** pptail);如果我们这样实现有两个很麻烦的点，一个是要使用二级指针，逻辑会比较绕。另一个是每次找最后一个节点都要遍历整个数据，这样的实现并不是很好
为了解决这个问题，我们可以重新定义一个结构体Queue储存队列的各种信息
cs
typedef struct Queue
{
QNode* phead;
QNode* ptail;
int size;
}Queue;这里额外定义了size，无需反复遍历数组，方便后续功能的实现
2.4队列需要实现的基本功能
cs
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
void QueuePop(Queue* pq);
// 取队头和队尾的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);
int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);2.5队列基本方法的实现
2.5.1初始化和销毁
这里的实现比较简单，不过多赘述
cpp
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->phead;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}2.5.2队列的插入
这里用尾插实现插入。需要分两种情况，当队列没有数据时，直接让头指针和尾指针都指向新节点。当队列有数据时，再尾插数据。
最后别忘了size++，下面是详细的代码：
cs
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (Queue*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("QueuePush");
return;
}
newnode->val = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->phead == NULL)
{
pq->phead = pq->ptail = newnode;
}
else
{
pq->ptail->next = newnode;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;
}2.5.3删除数据
常规的思路释放头节点再将头节点移动到下一个节点。
可这样做存在一个特殊情况，当队列只剩一个数据时，phead指向NULL，可是ptail却仍指向那个已经被删除的节点，这样做会让ptail成为野指针，存在很大的风险。最好的解决办法也是对列只剩一个数据单独讨论，让ptail和phead都指向NULL。
最后别忘了size--哦，具体代码如下：
cpp
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->size != 0);
if (pq->phead == pq->ptail)
{
free(pq->phead);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
else
{
QNode* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
pq->size--;
}2.5.4取队头和队尾的数据
断言后，直接返回ptail和phead指向的数据即可。
cpp
// 取队头和队尾的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->phead);
return pq->phead->val;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->ptail);
return pq->ptail->val;
}2.5.5获取数据个数和判空
根据size大小做出对应指令即可
cs
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size == 0;
}结语：
这篇文章全文由作者手写，图片由画图软件所制，无AI制作，希望各位博友能有所收获
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