[数据结构]C语言实现栈和队列_栈与队列c代码

目录

一、栈的概念、结构

栈的实现

二、队列概念、结构

 队列的实现

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栈的概念、结构

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

 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。

stack.h头文件：

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
 
typedef int STDatatype;
typedef struct Stack
{
	STDatatype*a;
	int top;
	int capacity;
 
}ST;
//初始化栈
void StackInit(ST*ps);
//栈销毁
void StackDestroy(ST*ps);
//入栈
void StackPush(ST*ps,STDatatype x);
//出栈
void StackPop(ST*ps);
//获取栈顶元素
STDatatype StackTop(ST*ps);
//获取栈中有效个数
int StackSize(ST*ps);
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST*ps);

代码实现：

#include"stack.h"
//初始化栈
void StackInit(ST*ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}
//栈销毁
void StackDestroy(ST*ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
 
}
//入栈
void StackPush(ST*ps, STDatatype x)
{
	assert(ps);
	if (ps->capacity == ps->top)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDatatype*new = realloc(ps->a,sizeof(STDatatype)*newcapacity);
		if (new == NULL)
		{
			printf("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		ps->a = new;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
//出栈
void StackPop(ST*ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top>0);
 
	ps->top--;
 
}
//获取栈顶元素
STDatatype StackTop(ST*ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top>0);
	return ps->a[ps->top - 1];
}
//获取栈中有效数据个数
int StackSize(ST*ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top ;
 
}
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST*ps)
{
	//为空返ture  不为空返false
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}

队列概念、结构

队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出 ，入队列：进行插入操作的一端称为队尾 出队列：进行删除操作的一端称为队头

 队列的实现

队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。

Queue.h头文件：

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
 
 
typedef int QDataType;
typedef struct QListNode
{
	struct QListNode*next;
	QDataType data;
}QListNode;
 
typedef struct Queue
{
	QListNode*head;
	QListNode*tail;
}Queue;
 
//初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空，如果为空返回true，如果非空返回false 
bool QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);

 Queue.c:

#include"Queue.h"
 
//初始化队列
void QueueInit(Queue* q)
{
	assert(q);
	q->head = NULL;
	q->tail = NULL;
 
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType x)
{
	assert(q);
	QListNode*newcode = (QListNode*)malloc(sizeof(QListNode));
	newcode->data = x;
	newcode->next = NULL;
	if (q->head == NULL)
		q->head = q->tail = newcode;
	else
	{
		q->tail->next = newcode;
		q->tail = newcode;
	}
 
}
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{
 
	assert(q);
	assert(!QueueEmpty(q));
	QListNode*next = q->head->next;
	free(q->head);
	q->head = next;
	if (q->head == NULL)
		q->tail = NULL;
}
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
 
	assert(q);
	assert(!QueueEmpty(q));
	return q->head->data;
 
}
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(!QueueEmpty(q));
	return q->tail->data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	int tmp = 0;
	QListNode*cur = q->head;
	while (cur)
	{
		++tmp;
		cur = cur->next;
	}
	return tmp;
}
// 检测队列是否为空，如果为空返回true，如果非空返回false 
bool QueueEmpty(Queue* q)
{
 
	assert(q);
	return q->head == NULL;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);
	QListNode*cur = q->head;
	while (cur != NULL)
	{
		QListNode*next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	q->head = q->tail = NULL;
}