数据结构基础学习——栈的概念及代码实现

Posted 2021-11-24 m0_60502858

1栈的概念

栈和顺序表、链表一样是属于线性表的一种，栈的特性和顺序表及链表有很大的不同，其他两种结构都支持在头部和尾部还有中部的插入、删除和查找，但栈只能在线性表的一端进行插入数据和删除数据等操作。栈对数据的操作遵循==“后入先出”==原则，即先放入栈中的数据拿出来的时候顺序就靠后。这种概念通过画图更有助于理解，如图

数据从表的一段插入到表中，表的另一端不能进行任何操作，这一端称为栈的栈底，而放入数据的一端称为栈顶，插入数据称为压栈，也可以从栈顶不断的拿出数据直至空栈，拿出数据称为出栈。出栈如图示：

就像上面两幅图是，假定有数据元素1，2，3，4.当进栈顺序是1<-2<-3<-4时，那么依次出栈的顺序就是4<-3<-2<-1了。这种数据运行的规律就好像给一个弹夹装子弹一样，弹夹就是栈，子弹是一个个的数据，不断加入到弹夹中，子弹打出来的时候是后装入的先打出来，还比如老师改作业时的场景，先交的作业放在下面，后交的在上面，改作业时是从上面一本本拿出来改，生活中这种“后入先出”的场景还有很多，就不一一列举了。对栈的操作一次压入一个数据，或弹出一个数据，上面元素1，2，3，4，不改变进栈顺序，但可以有多种出栈顺序，出栈可以是2<-1<4-<3这里就是先连续压入1，2，再弹出来，然后压入3，4，再弹出来。

2.栈的代码实现

栈可以在顺序表或链表的基础上改进之后就实现了，因为栈跟这两种线性表相比就是少了好多的功能，栈只需在一端插入数据，删除数据即可。当用顺序表来实现栈时，只要实现顺序表的尾插和尾删这样的功能就行了，而且顺序表有可以随机访问的作用，比用链表来实现时效率要高，这里我用顺序表来实现栈。
先在头文件中定义一下栈的存储结构，显示要存的数据类型，容量和当前元素个数。

typedef int Datatype;
typedef struct STACK
{
	Datatype* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;

在test.c文件中创建一个这种结构体类型的变量

ST Sta;

然后在头文件中声明要实现栈操作的各种函数。

void stackinit(ST* plist);       //对栈的初始化
void stackdestory(ST* plist);      //栈的销毁
void stackpush(ST* plist,Datatype);        //压入数据到栈中
void stackblus(ST* plist);        //增容函数
Datatype stackpop(ST* plist);     //从栈中弹出数据
int stacksize(ST* plist);    //  计算栈中的数据元素个数
void stackdelete(ST* plist);   //栈的元素删除
bool stackEmpty(ST* plist);    //判断栈是否为空

在stack.c源文件中定义头文件中声明的各个函数

#include"stack.h"
void stackinit(ST*plist)
{
	plist->a = NULL;
	plist->capacity = plist->top = 0;
}
void stackpush(ST* plist,Datatype x)
{
	if (plist->top == plist->capacity)
		stackblus(plist);
	plist->a[plist->top] = x;
	plist->top++;
}
void stackblus(ST* plist)
{
	int newcapacity = (plist->top == 0) ? 4 : (2 * (plist->top));
	Datatype* tem = (Datatype*)realloc(plist->a, newcapacity* sizeof(Datatype));
	assert(tem);
	plist->a = tem;
	plist->capacity = newcapacity;
}
void stackdestory(ST* plist)
{
	free(plist->a);
	plist->a = NULL;
	plist->capacity = plist->top = 0;
}
Datatype stackpop(ST* plist)
{
	assert(plist->top);     //空栈没有数据可以弹出
	Datatype tem = plist->a[plist->top-1];
	plist->top--;
	return tem;
}
int stacksize(ST* plist)
{
	return plist->top;
}
void stackdelete(ST* plist)
{
	assert(plist->top); //判断是否还有元素可删
	plist->top--;
}
bool stackEmpty(ST* plist)
{
	if (plist->top)
		return true;
	else
		return false;
}

最后就可以在test.c中测试栈的各种操作了

void test1()
{
	ST Sta;
	stackinit(&Sta);
	stackpush(&Sta, 1);
	stackpush(&Sta, 2);
	stackpush(&Sta, 3);
	Datatype a = stackpop(&Sta);
	printf("%d ", a);
	a = stackpop(&Sta);
	printf("%d ", a);
	a = stackpop(&Sta);
	printf("%d ", a);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

结束语

博客刚开始写，写的比较粗糙，不过也是一个不断学习的过程，我会向大佬看齐的，提高自己的表达能力，对知识总结更加到位，大家一起加油。