栈和队列的实现

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愿所有美好不期而遇
前言 :
栈和队列的实现与链表的实现很相似,新瓶装旧酒,没什么新东西。
可以参考这篇文章:
-------------------------无头单向不循环链表和带头双向循环链表的创建---------------------------
栈
逻辑图:
这里我们写顺序栈,不写链栈,因为栈数据的插入只能从栈顶入,栈顶出,这里链栈的优势就没有了,而大多数人所认为的另一个优势是顺序栈容易满?我们难道不能动态开一个,写一个checkcapacity吗,让他满了自动扩容,虽然有空间的损失,但这个并不是什么问题。再一个顺序栈的开辟与释放更为简单,直接释放掉动态开辟的数组空间就好。(当然,链栈也有其优势,但我更认可顺序栈)
头文件:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> #include <stdbool.h>typedef int DataType; typedef struct Stack {DataType* data;int top;int capacity; }Stack;void Init(Stack *st); void Push(Stack* st, DataType x); void Pop(Stack* st); DataType GetTop(Stack* st); bool Empty(Stack* st); void Destroy(Stack* st); int Size(Stack* st);Test文件(main):
#include "join_stack.h"void Test();int main() {Test();return 0; }void Test() {Stack st;Init(&st);Push(&st, 1);Push(&st, 2);Push(&st, 3);Push(&st, 4);Push(&st, 5);Push(&st, 6);printf("size = %d\n", Size(&st));while (!Empty(&st)){printf("%d ", GetTop(&st));Pop(&st);}putchar('\n');Destroy(&st); }函数源文件:
#include "join_stack.h"void Init(Stack* st) {assert(st);st->data = NULL;st->top = 0;st->capacity = 0; }void Push(Stack* st, DataType x) {assert(st);if (st->capacity == st->top){int newcapacity = (st->capacity == 0) ? 4 : st->capacity * 2;DataType* temp = (DataType*)realloc(st->data, sizeof(DataType) * newcapacity);if (temp == NULL){perror("realloc fail");exit(-1);}st->data = temp;st->capacity = newcapacity;}st->data[st->top++] = x; }void Pop(Stack* st) {assert(st);assert(st->top > 0);st->top--; }DataType GetTop(Stack* st) {assert(st);assert(st->top > 0);return st->data[st->top - 1]; }bool Empty(Stack* st) {assert(st);return (st->top == 0); }void Destroy(Stack* st) {assert(st);free(st->data);st->data = NULL;st->top = st->capacity = 0;}int Size(Stack* st) {assert(st);return st->top; }
队列
逻辑图:
队列我们就用链式结构,这和链表非常像,只是不能在中间插入,而且只能尾进头出。
头文件:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> #include <stdbool.h>typedef int DataType; typedef struct Queue {DataType data;struct Queue *next; }Queue;typedef struct Q {Queue* head;Queue* tail;int size; }Q;void Init(Q *qq); void Destroy(Q* qq); void QueuePush(Q* qq, DataType x); void QueuePop(Q* qq); DataType GetQueueFrontNum(Q* qq); DataType GetQueueBackNum(Q* qq); bool Empty(Q* qq); int Size(Q* qq);Test文件(main):
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include "newQueue.h"void Test(); int main() {Test();return 0; }void Test() {Q qq;Init(&qq);QueuePush(&qq, 1);QueuePush(&qq, 2);QueuePush(&qq, 3);printf("%d ", GetQueueFrontNum(&qq));QueuePop(&qq);printf("%d \n", GetQueueFrontNum(&qq));QueuePush(&qq, 3);QueuePush(&qq, 4);QueuePush(&qq, 5);int head_num = GetQueueFrontNum(&qq);int tail_num = GetQueueBackNum(&qq);printf("%d %d\n", head_num, tail_num);printf("size = %d\n", Size(&qq));Destroy(&qq); }函数源文件:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include "newQueue.h"void Init(Q* qq) {assert(qq);qq->head = NULL;qq->tail = NULL;qq->size = 0; }void QueuePush(Q* qq, DataType x) {assert(qq);Queue* temp = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));if (temp == NULL){perror("malloc fail");exit(-1);}temp->data = x;temp->next = NULL;if (qq->tail == NULL)qq->head = qq->tail = temp;else{qq->tail->next = temp;qq->tail = temp;}qq->size++; }void QueuePop(Q* qq) {assert(qq);assert(!Empty(qq));if (qq->head == qq->tail){free(qq->head);qq->head = qq->tail = NULL;}else{Queue* next = qq->head->next;free(qq->head);qq->head = next;}qq->size--; }DataType GetQueueFrontNum(Q* qq) {assert(qq);assert(!Empty(qq));return qq->head->data; }DataType GetQueueBackNum(Q* qq) {assert(qq);assert(!Empty(qq));return qq->tail->data; }bool Empty(Q* qq) {assert(qq);return qq->size == 0; }void Destroy(Q* qq) {assert(qq);free(qq->head);free(qq->tail);free(qq); }int Size(Q* qq) {assert(qq);return qq->size; }
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