1、栈的定义
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、栈的实现形式
(1)栈使用哪种形式实现好?
答:数组和链表都可以实现
1、用数组实现,用数组的尾去做栈顶非常合适,用数组实现栈相当于之前顺序表中的尾插尾删,唯一的缺陷和不足为:空间不够的话需要增容
2、用链表实现,如果用单链表实现,则需要用链表表头head做栈顶,用头删头插做入栈和出栈,这样的时间复杂度都为O(1)
如果用双向链表实现的话,则用链表尾节点做栈顶更为合适。
但综合比较下来,用数组更为合适,效率更高,CPU缓存命中更高。
此时我们应该用静态数组还是动态数组呢?
这种是静态,不太好控制MAX的大小,可能会造成浪费或者不够反复扩容,所以我们写成动态
#pragma once
#include<stdio.h>
typedef int STDataType;
#define MAX 100
typedef struct Stack
{
STDataType a[MAX];
int top;
}Stack;
动态:
pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>//一定不能为空的东西,可以考虑用断言来处理。
#include<stdlib.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top;
int capacity;
}Stack;
3、用C语言实现栈的接口函数
我们总共实现如下这些接口函数
void StackInit(Stack* ps);//初始化栈
void StackDestory(Stack* ps);//摧毁栈
void StackPushBack(Stack* ps, STDataType x);//入栈
StackPop(Stack* ps);//出栈
STDataType StackTop(Stack* ps);栈顶元素
int StackSize(Stack* ps);
bool StackEmpty(Stack* ps);//空就返回1,非空就返回0
(1)初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType)* 4);
if (ps->a == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);
}
ps->capacity = 4;
ps->top =0 ;//top这里可以给0也可以给-1,给0的话,top始终指向新插入栈顶的数据的下一个
//给-1的话,他就能插入哪个就给哪个。
}
(2)摧毁栈
void StackDestory(Stack* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->top = 0;
ps->capacity = 0;
}
(3)入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType x)//入栈,栈只需要在栈顶进行操作,栈顶插入删除数据,
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
STDataType*tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
printf("realloc fail\n");
exit(-1);
}
else
{
ps->a = tmp;
ps->capacity = ps->capacity*2 ;
}
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
//ps->top++;
//ps->a[ps->top] = x;
//如果初始化那里top设置为-1,则用下面这种方式
}
(4)出栈
STDataType StackPop(Stack* ps)//出栈
{
assert(ps);//栈空了,再调用POP,直接报错
assert(ps->top > 0);
ps->top--;
return ps->a[ps->top-1];
}
(5)找栈顶元素
STDataType StackPop(Stack* ps)//出栈
{
assert(ps);//栈空了,再调用POP,直接报错
assert(ps->top > 0);
ps->top--;
return ps->a[ps->top-1];
}
(6)求栈的大小
int StackSize(Stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
(7)判断栈是否为空
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}//空就返回1,非空就返回0