数据结构：栈——在“尾巴”上搞事情

Posted 2021-10-04 lxkeepcoding

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了数据结构：栈——在“尾巴”上搞事情相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

hello，大家好，今天我们来继续更新数据结构方面的文章，这期主要用来介绍栈和队列的知识，希望对大家有所帮助。也欢迎大家批评指正。

1. 栈的概念

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

2. 进出栈动画演示

入栈：

出栈：

3. 通过几道题目来理解LIFO

这道题根据后进先出的理论，答案要选择B。
2.

注意，题目中说进栈的过程中可以出栈，也就是说，我可以先入一个1，然后1出来，然后入2，2再出来，接下来入三，然后三再出来，再入4,4再出来，也就是说出栈的顺序可以是1、2、3、4。所以这道题就需要我们去逐一分析一下选项。
首先，我们看A，对于A，我们可以先入1，然后1出栈，接下来依次入2、3、4，然后出栈是4、3、2.所以A可以。
对于B，我们可以先入1，然后入2，然后2出，然后入3，然后3出，然后入4，然后4出，最后1出，所以B也可以。
对于C，首先出的是3，所以这就要求我们此时已经将1,2，放入了，4还没有放入，我们出3之后，如果可以实现，我们要出1，可是1之前还有2，所以是矛盾的，所以C这种情况是不可能的。
对于D，我们可以先入1,2，然后入3出3，入4出4，最后出2，和1,。所以D也可以。
通过以上分析，这道题目我们应该选C。

4. 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。但是涉及到容量问题。所以在接下来，我们要实现的栈是通过数组结构且可增容的栈。

栈的实现很简单，下面是完整的代码。栈只能从栈顶进行数据的增加或者删除。所以对于栈的增加和删除操作，就相当于顺序表中的尾插和尾删。所以栈的实现就简便很多，因为我们只需要顺着线性表中尾插和尾删的思路在尾巴上搞一点事情就好啦。

4.1 Stack.h文件

#include<stdio.h>
#include<stdbool.h>
#include<malloc.h>
#include<assert.h>


typedef int SDataType;
typedef struct Stack
{
	SDataType *a;
	int top;//栈顶
	int capacity;//容量，方便增容
}Stack;


//初始化
void StackInit(Stack *pst);
//销毁
void StackDestory(Stack *pst);
//入栈
void StackPush(Stack *pst,SDataType x);
//出栈
void StackPop(Stack *pst);
//取栈顶数据
SDataType StackTop(Stack *pst);
//判断空栈
bool StackEmpty(Stack *pst);
//取栈的数据个数
int StackSize(Stack *pst);

4.2 Stack.c文件

#include"Stack.h"

//初始化
void StackInit(Stack *pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = (SDataType*)malloc(sizeof(SDataType)* 4);
	pst->top = 0;
	pst->capacity = 4;
}
//销毁
void StackDestory(Stack *pst)
{
	assert(pst);
	free(pst->a);
	pst->a =NULL;
	pst->capacity = 0;
	pst->top = 0;
}
//入栈
void StackPush(Stack *pst, SDataType x)
{
	assert(pst);
	if (pst->top == pst->capacity)
	{
		SDataType*tmp = (SDataType *)realloc(pst->a,sizeof(SDataType)*pst->capacity * 2);
		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail\\n");
			exit(-1);
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity *= 2;
	}
	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}
//出栈
void StackPop(Stack *pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));
	pst->top--;
}
//取栈顶数据
SDataType StackTop(Stack *pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));
	return pst->a[pst->top - 1];
}
//判断空栈
bool StackEmpty(Stack *pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top==0;
}
//取栈的数据个数
int StackSize(Stack *pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top;
}

4.3 test.c文件

#include"Stack.h"

void TestOne()
{
	Stack st;
	StackInit(&st);
	StackPush(&st, 1);
	StackPush(&st, 2);
	StackPush(&st, 3);
	StackPush(&st, 4);
	while (!StackEmpty(&st))
	{
		printf("%d  ", StackTop(&st));
		StackPop(&st);
	}
	StackDestory(&st);
}

int main()
{
	TestOne();
	return 0;
}