数据结构—数组栈的实现
前言:各位小伙伴们我们前面已经学习了带头双向循环链表,数据结构中还有一些特殊的线性表,如栈和队列,那么我们今天就来实现数组栈。

目录:
一、
栈的概念
二、
栈的实现
三、
代码测试
栈的概念:
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。
栈顶(Top):线性表允许进行插入删除的那一端。
栈底(Bottom):固定的,不允许进行插入和删除的另一端。
空栈:不含任何元素的空表。
栈的实现:
栈的实现一般可以使用数组或者链表实现,相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。
接口:
// 初始化栈
void STInit(ST* pst);
// 销毁栈
void STDestroy(ST* pst);// 入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x);
// 出栈
void STPop(ST* pst);
// 获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst);// 检测栈是否为空,如果为空返回非零结果,如果不为空返回0
bool STEmpty(ST* pst);
// 获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* pst);
这里我们需要三个文件,一个头文件,一个文件用来实现我们的各种接口,一个文件用来测试我们的代码。
头文件(Stack.h):
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>typedef int STDataType;typedef struct Stack
{int* a;int top; // 标识栈顶位置的int capacity;
}ST;void STInit(ST* pst);
void STDestroy(ST* pst);// 栈顶插入删除
void STPush(ST* pst, STDataType x);
void STPop(ST* pst);
STDataType STTop(ST* pst);bool STEmpty(ST* pst);
int STSize(ST* pst);

我们的top是栈顶,如果我们的top=0时,我们指向的就是栈顶元素,如果我们的top=1,那么我们的top指向的就是栈顶元素的下一个位置。
函数实现(Stack.c)
#include"Stack.h"void STInit(ST* pst)
{assert(pst);pst->a = NULL;pst->capacity = 0;pst->top = 0;
}void STDestroy(ST* pst)
{}// 栈顶插入删除
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{assert(pst);if (pst->top == pst->capacity){int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}pst->a = tmp;pst->capacity = newcapacity;}pst->a[pst->top] = x;pst->top++;
}void STPop(ST* pst)
{assert(pst);// 不为空assert(pst->top > 0);pst->top--;
}STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);// 不为空assert(pst->top > 0);return pst->a[pst->top - 1];
}bool STEmpty(ST* pst);
int STSize(ST* pst);
测试代码(test.c)
int main()
{ST s;STInit(&s);STPush(&s, 1);STPush(&s, 2);STPush(&s, 3);STPush(&s, 4);STPush(&s, 5);while (!STEmpty(&s)){printf("%d ", STTop(&s));STPop(&s);}printf("\n");return 0;
}
我们这里入栈五个数据,当我们的栈里面不为空时,我们就访问栈顶元素,在让栈顶元素出栈。直到我们的栈为空时,就退出循环。
int main()
{ST s;STInit(&s);STPush(&s, 1);STPush(&s, 2);STPush(&s, 3);printf("%d ", STTop(&s));STPop(&s);printf("%d ", STTop(&s));STPop(&s);STPush(&s, 4);STPush(&s, 5);while (!STEmpty(&s)){printf("%d ", STTop(&s));STPop(&s);}printf("\n");return 0;
}
这里我们可以同时入栈和出栈,我们先入栈1,2,3,在出栈,我们的栈是后入先出,也就是说我们后面入栈的元素在出栈的时候先出栈,我们出栈一个也就是3,再出栈就是2,最后入栈就是4,5。
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