【C语言】数组栈的实现

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。

栈的定义

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* _a;//数组int _top; // 栈顶,类似顺序表中的_sizeint _capacity; // 容量
}Stack;

对栈的操作

栈初始化

_top可以初始化为0，此时栈顶元素是_top-1的位置

_top也可以初始化为1，此时栈顶元素就是_top的位置

初始化为0

      初始化为1

// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{assert(ps);ps->_a = NULL;ps->_capacity = 0;ps->_top = 0;
}

压栈（入栈）

// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{assert(ps);//扩容if (ps->_capacity == ps->_top){int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * (ps->_capacity);STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a, newcapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}ps->_a = tmp;ps->_capacity = newcapacity;}ps->_a[ps->_top++] = data;
}

出栈

void StackPop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));ps->_top--;
}

取栈顶元素

STDataType StackTop(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->_a[ps->_top-1];
}

判断栈是否为空

bool StackEmpty(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->_top == 0;
}

栈的长度

_top初始化为0，此时的_top的大小刚好就是栈的长度

int StackSize(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->_top;
}

栈销毁

void StackDestroy(Stack* ps)
{assert(ps);ps->_capacity = ps->_top = 0;free(ps->_a);ps->_a = NULL;
}

完整总代码

头文件

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* _a;//数组int _top; // 栈顶,类似顺序表中的_sizeint _capacity; // 容量
}Stack;
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps);
// 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 StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);

函数定义

#include"Stack.h"
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{assert(ps);ps->_a = NULL;ps->_capacity = 0;ps->_top = 0;
}
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{assert(ps);//扩容if (ps->_capacity == ps->_top){int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * (ps->_capacity);STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a, newcapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}ps->_a = tmp;ps->_capacity = newcapacity;}ps->_a[ps->_top++] = data;
}
// 出栈
void StackPop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));ps->_top--;
}
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->_a[ps->_top-1];
}
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->_top;
}
// 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 StackEmpty(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->_top == 0;
}
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{assert(ps);ps->_capacity = ps->_top = 0;free(ps->_a);ps->_a = NULL;
}

测试

#include"Stack.h"
void test()
{Stack s;StackInit(&s);StackPush(&s, 1);StackPush(&s, 2);StackPush(&s, 3);StackPush(&s, 4);while (StackSize(&s)>0){printf("%d ", StackTop(&s));StackPop(&s);}StackDestroy(&s);
}
int main()
{test();return 0;
}

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