【C语言】数组栈的实现

栈的概念及结构

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。

栈的定义

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;//数组
	int _top; // 栈顶,类似顺序表中的_size
	int _capacity; // 容量
}Stack;

对栈的操作

栈初始化

_top可以初始化为0，此时栈顶元素是_top-1的位置

_top也可以初始化为1，此时栈顶元素就是_top的位置

初始化为0

      初始化为1

// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_a = NULL;
	ps->_capacity = 0;
	ps->_top = 0;
}

压栈（入栈）

// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	//扩容
	if (ps->_capacity == ps->_top)
	{
		int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * (ps->_capacity);
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		ps->_a = tmp;
		ps->_capacity = newcapacity;
	}
	ps->_a[ps->_top++] = data;
}

出栈

void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));
	
	ps->_top--;
}

取栈顶元素

STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_a[ps->_top-1];
}

判断栈是否为空

bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top == 0;
}

栈的长度

_top初始化为0，此时的_top的大小刚好就是栈的长度

int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}

栈销毁

void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_capacity = ps->_top = 0;
	free(ps->_a);
	ps->_a = NULL;
}

完整总代码

头文件

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;//数组
	int _top; // 栈顶,类似顺序表中的_size
	int _capacity; // 容量
}Stack;
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps);
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
bool StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);

函数定义

#include"Stack.h"
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_a = NULL;
	ps->_capacity = 0;
	ps->_top = 0;
}
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	//扩容
	if (ps->_capacity == ps->_top)
	{
		int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * (ps->_capacity);
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		ps->_a = tmp;
		ps->_capacity = newcapacity;
	}
	ps->_a[ps->_top++] = data;
}
// 出栈
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));
	
	ps->_top--;
}
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_a[ps->_top-1];
}
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top == 0;
}
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->_capacity = ps->_top = 0;
	free(ps->_a);
	ps->_a = NULL;
}

测试

#include"Stack.h"
void test()
{
	Stack s;
	StackInit(&s);
	StackPush(&s, 1);
	StackPush(&s, 2);
	StackPush(&s, 3);
	StackPush(&s, 4);
 
	while (StackSize(&s)>0)
	{
		printf("%d ", StackTop(&s));
		StackPop(&s);
	}
	StackDestroy(&s);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

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