栈（C语言实现）-创新互联

文章目录：

1.栈的概念
2.栈的结构
3.接口实现
- 3.1初始化栈
- 3.2判断栈是否为空
- 3.3压栈（入栈）
- 3.4出栈
- 3.5查看栈顶元素
- 3.6统计栈内元素个数
- 3.7销毁栈

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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

2.栈的结构

由于栈后进先出的特点，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小。实现类似于顺序表，结构包括一个数组指针，指向存储数据的数组，再就是一个指向栈顶的指针，因为压栈时如果栈满了需要动态开辟空间，所以这里还需要定义一个容量

//数据类型
typedef int STDataType;

//栈信息结构
typedef struct Stack
{STDataType* a;//数组
	int top;// 初始为0，表示栈顶位置下一个位置的下标
	int capacity;// 容量
}ST;

图示：

3.接口实现 3.1初始化栈

将数组指针a置空，同时开辟出起始空间容量，并将栈顶初始化为0，这里栈顶也可以初始化为-1，如果初始化为0，取栈顶就是取下标为top-1位置处的元素，如果初始化为-1，取栈顶就是取的下标为top位置处的元素

//初始化栈
void StackInit(ST* ps)
{assert(ps);
	//开辟起始空间
	ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
	if (ps->a == NULL)//判断开辟成功
	{perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	ps->top = 0;
	ps->capacity = 4;//初始容量
}

3.2判断栈是否为空

根据前面的初始化，如果top指针在下标为0的位置栈就为空，返回其布尔值即可

//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);
	//返回top指针是否在下标为0的位置
	return ps->top == 0;
}

3.3压栈（入栈）

首先要考虑扩容问题，避免空间不够还要压栈，这里断言ps是为了防止人为不小心传空，然后将数据放入下标为top的位置，再将top++后移一个位置即可，此时栈顶的下标top代表的就是栈中数据的个数

//压栈（入栈）
void StackPush(ST* ps, STDatatype x)
{assert(ps);
	// 判断扩容
	if (ps->top == ps->capacity)
	{STDatatype* tmp = (STDatatype*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDatatype));
		if (tmp == NULL)//判断开辟成功
		{	perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;
	}
	//先将top位置放入数据，再将top++后移
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}

3.4出栈

首先断言栈为空的情况，栈空不能出栈，然后出栈操作只需要将top指针减一改变栈顶位置为原栈顶的下一个元素即可，这里不需要将原栈顶置零，后面再进行压栈操作时自然会将其覆盖掉

//出栈
void StackPop(ST* ps)
{assert(ps);
	//断言栈为空
	assert(!StackEmpty(ps));
	//栈顶下标后移一位
	ps->top--;
}

3.5查看栈顶元素

首先断言栈为空的情况，栈为空无栈顶元素，然后将下标为top-1的栈顶元素返回即可

//查看栈顶元素
STDatatype StackTop(ST* ps)
{assert(ps);
	//断言栈为空
	assert(!StackEmpty(ps));
	//返回栈顶元素
	return ps->a[ps->top - 1];
}

3.6统计栈内元素个数

栈顶的下标top代表的就是栈中数据的个数,将其返回即可

//统计栈内元素个数
int StackSize(ST* ps)
{assert(ps);
	//返回栈顶下标
	return ps->top;
}

3.7销毁栈

销毁栈我们直接释放掉存储栈的数组，再将数组指针置空（避免野指针），最后将栈顶指针和容量置零即可

//销毁栈
void StackDestroy(ST* ps)
{assert(ps);
	//释放数组
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;//置空
	ps->top = ps->capacity = 0;//置零
}

栈的实现到这里就介绍结束了，期待大佬们的三连！你们的支持是我大的动力！
文章有写的不足或是错误的地方，欢迎评论或私信指出，我会在第一时间改正。

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