栈的实现(c语言)--- 数据结构

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了栈的实现(c语言)--- 数据结构相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

文章目录

1. 栈的简介

1.1栈的特点

栈(Stack)是一种线性存储结构,它最大的特点就是:栈中的数据遵循先进后出的原则,想要在栈中插入和删除数据,只能在栈顶操作

1.2栈的相关概念

栈的相关概念:
1.栈顶与栈底:允许元素插入与删除的一端称为栈顶,另一端称为栈底。
2.入栈:栈的插入操作,叫做进栈,也称压栈。
3.出栈:栈的删除操作,也叫做弹栈。
下面我将介绍栈的两种实现结构,一种是栈的顺序存储,一种是栈的链式存储

2.栈的顺序存储

一般对于栈的操作主要有以下几个部分:
1.初始化栈,也就是创建出一个栈的结构
2.入栈操作
3.出栈操作
4.获取栈顶元素
5.获取栈的大小
6.判断栈是否为空
7.销毁栈

首先我们要创建一个栈的结构,结构体中包含数据块,以及定义一个变量来来记录栈的大小。

#define MAX 1024
typedef struct SStack

	void* date[MAX];//将数据类型定义成为void* 这样就可以接收任意类型的数据了
	int size;
;

2.1初始化栈

SStack* initStack()

	SStack* stack = (SStack*)malloc(sizeof(SStack));
	if(stack==NULL)
	
	   return NULL;
	
	memset(date,0,sizeof(void*)*MAx);//将数据全部置为0
	stack->size = 0;
	return stack;

2.1入栈

void pushStack(SStack* stack,void* date)

	if(stack==NULL||date==NULL)
	
		return;
	
	if(stack->size==MAX)//判断栈是否放满
	
		return;
	
	stack->date[stack->size] = date; //将数据放到栈顶
	stack->szie++;

2.3出栈

void popStack(SStack* stack)

	if(stack==NULL)
	
		return;
	
	if(stack->size==0)
	
		return;
	
	//将最后一个元素置空,执行出栈
	stack->date[stack->size-1]=NULL;
	stack->size--;

2.4 获取栈顶元素

void* getTopStack(SStack* stack)

	if(stack==NULL)
	
		return NULL;
	
	if(stack->size==0)
	
		return NULL;
	
	//返回栈顶元素
	return stack->date[stack->size-1];

2.5获取栈的大小

int sizeOfStack(SStack* stack)

	if(stack==NULL)
	
		return -1;
	
	return stack->szie;

2.6 判断栈是否为空

bool isEmptyStack(SStack* stack)

	if(stack==NULL)
	
		return true;
		
	if(stack->size==0)
	
		return true;
	
	return false;//不为空返回false

2.7栈的销毁

void destoryStack(SStack* stack)

	if(stack==NULL)
	
	   return ;
	
	free(stack);
	stack = NULL;

2.8 测试部分

#include "stack.h"
//定义一个Person的结果体类型
struct Person

	char name[20];
	int age;

;


void test()

	//初始化栈
	SStack* stack = initStack();
	struct Person p1 =  "陈",10 ;
	struct Person p2 =  "卢",12 ;
	struct Person p3 =  "张",14 ;
	struct Person p4 =  "王",15 ;
	struct Person p5 =  "周",11 ;
	struct Person p6 =  "李",16 ;
	//将数据进行入栈操作
	pushStack(stack, &p1);
	pushStack(stack, &p2);
	pushStack(stack, &p3);
	pushStack(stack, &p4);
	pushStack(stack, &p5);
	pushStack(stack, &p6);

	int size = sizeOfStack(stack);
	//打印出出栈前栈中元素的个数
	printf("栈的大小为:%d\\n", size);

	while (!isEmptyStack(stack)) //如果栈不为空 进行访问栈顶元素 并且出栈
	
		struct Person* pTop = getTopStack(stack); //得到栈顶元素
		//打印栈顶元素的信息
		printf("栈顶元素的姓名:%s  年龄:%d\\n", pTop->name, pTop->age);
		//进行出栈操作
		popStack(stack); 
	
	 size = sizeOfStack(stack);
	printf("栈的大小为:%d\\n", size);//打印出出栈后栈中元素的个数

	destoryStack(stack);


int main()

	test();
	return 0;

下面是程序运行的结果:可以清楚看到入栈的顺序与出栈的顺序,完全相反。

3.栈的链式存储

3.1链式存储的简单介绍

关于链式存储,显而易见,这就跟链表有关,而我们都知道对于链表而言,我们为了方便链表的操作,都会定义一个头结点出来,所以对于栈来说,我们也要定义一个头结点。那么问题来了,我们知道栈的结构分为栈顶和栈底,那么我们这个头结点是指向栈顶呢,还是指向栈底呢?
我们前面讲了,栈这种数据结构有一个特点:就是入栈和出栈都是对栈顶来进行操作的,如果我们把头结点指向栈底,那么对于栈顶的元素的插入,和删除操作就不太方便,所以综上所述,我们应该把头结点指向栈顶。

3.2链式存储中入栈和出栈的简单示意图

下面为链式存储中栈的数据的结构

当有新数据进来时,我们就进行头,怎么头插呢,具体的我们来看图:

我们让newnode->next指向栈中第一个数据(也就是top),然后用
phead->next,执象我们的新节点,这就完成了。

3.3代码实现过程

栈的链式存储的主要功能和顺序存储的主要能类似,只是多了一个结构体指针。下面我就不分开写了


typedef struct StackNode

	struct StackNode* next; //只维护指针域

StackNode;
//定义栈的结构体
typedef struct LinkStack

	StackNode phead; //头节点
	int size;//记录栈的大小
LinkStack;


//初始化
LinkStack* initLinkStack()

	LinkStack* stack = malloc(sizeof(LinkStack));
	if (stack == NULL)
	
		return NULL;
	
	stack->phead.next = NULL;
	stack->size = 0;
	return stack;


//入栈
void pushLinkStack(LinkStack* stack, void* date)

	if (stack == NULL || date == NULL)
	
		return;
	
	
	//拿到用户数据的前四个字节,进行头插,
	StackNode* myNode = date;
	//入栈
	myNode->next = stack->phead.next;
	stack->phead.next = myNode;

	stack->size++;



//出栈
void popLinkStack(LinkStack* stack)

	if (stack == NULL)
	
		return;
	
	if (stack->size <= 0)
	
		return;
	
	StackNode* first = stack->phead.next; //得到第一个有数据的节点
	//进行出栈操作
	stack->phead.next = first->next;
	//更新链表长度
	stack->size--;


//获取栈顶元素
void* getTopLinkStack(LinkStack* stack)

	if (stack == NULL)
	
		return NULL;
	
	if (stack->size == 0)
	
		return NULL;
	

	return stack->phead.next;



//获取栈的大小
int sizeOfLinkStack(LinkStack* stack)

	if (stack == NULL)
	
		return -1;
	

	return stack->size;


//判断栈是否为空
bool isEmptyLinkStack(LinkStack* stack)

	if (stack == NULL)
	
		return true;
	
	if (stack->size == 0)
	
		return true;
	
	return false; //不为空返回false


//销毁栈
void destoryLinkStack(LinkStack* stack)

	if (stack == NULL)
	
		return;
	
	free(stack);
	stack = NULL;


下面是测试部分代码,跟顺序储存大同小异。

struct Person

	StackNode node; //预留四个字节,也可以写成int* void*,只要是四个字节的空间就行
	char name[20];
	int age;
;

void test()

	struct Person p1 =  "NULL", "陈", 10 ;
	struct Person p2 =  "NULL", "卢", 12 ;
	struct Person p3 =  "NULL", "张", 14 ;
	struct Person p4 =  "NULL", "王", 15 ;
	struct Person p5 =  "NULL", "周", 11 ;
	struct Person p6 =  "NULL", "李", 16 ;
	LinkStack* stack = initLinkStack();

	pushLinkStack(stack, &p1);
	pushLinkStack(stack, &p2);
	pushLinkStack(stack, &p3);
	pushLinkStack(stack, &p4);
	pushLinkStack(stack, &p5);
	pushLinkStack(stack, &p6);

	int size = sizeOfLinkStack(stack);
	printf("栈空间的大小:%d\\n", size);

	while (!isEmptyLinkStack(stack))
	
		struct Person* pTop = getTopLinkStack(stack);
		printf("姓名:%s, 年龄:%d\\n", pTop->name, pTop->age);
		popLinkStack(stack);
	
	 size = sizeOfLinkStack(stack);
	printf("栈空间的大小:%d\\n", size);
	destoryLinkStack(stack);


int main()

	test();
	return 0;

下面是代码运行结果:

以上是关于栈的实现(c语言)--- 数据结构的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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数据结构复习笔记————栈的常用接口实现(c语言)

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