数据结构-栈 - 技术栈

一.栈

栈：先进后出

1.1 内核栈

系统栈：操作系统自己管理的栈，先进后出

内核栈分为：满增栈 ，满减栈 ，空增栈 ，空减栈

1.1.1 满栈与空栈

满栈(full stack)： 栈顶指针指向最后压入的数据，入栈时，栈顶指针先加(或者先减)，再压入数据

空栈(empty stack)： 栈顶指针指向下一次要入栈的位置，入栈时，先压入数据，栈顶指针再加(或者减)

1.1.2 增栈与减栈

增栈(ascending stack)： 栈的生长方向由低地址到高地址

减栈(secending stack)： 栈的生长方向由高地址到低地址

1.2 数据结构中的栈

栈：数据结构中的一种线性存储结构，只允许从一端进行数据的插入与删除 的线性数据结构。

**特点：**先进后出。

**分类：**顺序栈：空间连续

链式栈：非连续空间

**应用：**网页

二. 栈的实现

2.1 栈的声明

cpp 复制代码

typedef int  DataType_t;
//栈节点
typedef struct stacknode{
    DataType_t data;
    struct stacknode *pnext;
}SNode_t;
//栈对象
typedef struct stack{
    SNode_t *ptop;
    int clen;
}Stack_t;

2.2 栈对象与节点的创建与判空

cpp 复制代码

//创建栈对象
Stack_t *creat_stack()
{
    Stack_t *pstack = malloc(sizeof(Stack_t));
    if(pstack == NULL){
        printf("malloc error\n");
        return NULL;
    }
    pstack->ptop = NULL;
    pstack->clen = 0;
    return pstack;
}
//创建栈节点
SNode_t *creat_stack_node(DataType_t data)
{
    SNode_t *psnode = malloc(sizeof(SNode_t));
    if(psnode == NULL){
        printf("malloc error\n");
        return NULL;
    }
    psnode->data = data;
    psnode->pnext = NULL;
    return psnode;
}
//判断空栈
bool is_empty_stack(Stack_t *pstack)
{
    return pstack->clen == 0;
}

2.3 入栈

cpp 复制代码

//入栈
int stack_push(Stack_t *pstack, DataType_t data)
{
    SNode_t *newnode = creat_stack_node(data);
    if(pstack->ptop == NULL){
        pstack->ptop = newnode;
    }
    else{
        newnode->pnext = pstack->ptop;
        pstack->ptop = newnode;
    }
    pstack->clen++;
    return 0;
}

2.4 出栈

cpp 复制代码

//出栈
int stack_pop(Stack_t *pstack, DataType_t *pdata)
{
    if(is_empty_stack(pstack)){
        return -1;
    }
    SNode_t *pfree = pstack->ptop;
    pstack->ptop = pfree->pnext;
    if(pdata){
        *pdata = pfree->data;
    }
    free(pfree);
    pfree = NULL;
    pstack->clen--;
    return 0;
}

2.5 获取栈顶元素

cpp 复制代码

//获取栈顶元素
int get_stack_top(Stack_t *pstack, DataType_t *pdata)
{
    if(is_empty_stack(pstack)){
        return -1;
    }
    *pdata = pstack->ptop->data;
    return 0;
}

2.6 遍历打印栈

cpp 复制代码

//打印栈
void print_stack(Stack_t *pstack)
{
    if(is_empty_stack(pstack)){
        return;
    }
    SNode_t *cur = pstack->ptop;
    while(cur){
        printf("%d->",cur->data);
        cur = cur->pnext;
    }
    printf("NULL\n");
}

2.7 销毁栈

cpp 复制代码

//销毁栈
void destroy_stack(Stack_t **ppstack)
{
    while(!is_empty_stack(*ppstack)){
        stack_pop(*ppstack, NULL);
    }
    free(*ppstack);
    *ppstack = NULL;
}

三. 有关malloc

cpp 复制代码

char *p = malloc(100*sizeof(char));

......
对申请的空间的使用代码
......

free(p)；
p = NULL;

在申请空间时，给了空间的大小，但是在释放空间时，却只传入了指针并没有传入要释放的空间的大小，为什么？

例如，当申请了100字节的空间，假设p指向的地址是 **0x56781234 ，**则在操作系统内部会维护一张表，里面记录了申请空间的初始地址与大小，如下图，在free时，操作系统内部去寻找相应的对应关系去释放申请的堆区内存。

另外，在对一段申请的堆区内存使用free释放时，最好在free之后对该指针置空，防止野指针