C语言深入探究栈的原理
时间：2022-06-22 09:38:57 | 栏目：C代码 | 点击：次
栈
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。如下图：
下面用顺序表（数组）来实现栈；
建立一个顺序表结构：
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top; //表示栈顶
int capacity;//表示容量，当容量满时，扩容；
}ST;
创建一个结构体变量：ST st；在传数据之前要先初始化；不然当你没赋值就直接访问时会出现乱码或者报警告；
//初始化
void StackInit(ST* ps)
{
assert(ps);//断言，保证传进来的非空；
ps->a = NULL;//先将顺序表指针指向空；
ps->top = 0;//栈顶位置表示0位置；
ps->capacity = 0;//容量为0；
}
接下来就是向栈内传数据（压栈），要传结构体地址和要传的数据；
//压栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);
//判断：数据从下标0开始，因为pot表示该插入的栈顶的位置，也是压栈的个数
//一次插入一个数据，所以数据数量与总容量相同时，就需要扩容
if (ps->top == ps->capacity)
{
//扩容，扩二倍
//使用三目运算符判断，当是第一次扩容时，用二倍没变化，所以固定开辟4个空间；
int retcapa = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
STDataType* ret = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType)*retcapa);
if (ret != NULL)
{
ps->a = ret;
ps->capacity = retcapa;
}
else
{
printf("realloc开辟失败，退出！");
exit(-1);
}
}
//扩容完，更新数据；
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
有压栈就有出栈；出栈用两个接口。1.返回栈顶数据 2.出栈
因为有时候只需要访问栈顶数据不需要出栈，如果想出栈又想返回数据，就先调用1，再调用2；
//返回栈顶元素；
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
//直接断言要求栈中必须要有数据；
assert(ps->top > 0);
return ps->a[ps->top - 1];
}
//出栈，顺序表直接把下标减一即可
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->top > 0);
ps->top--;
}
有时候还需要返回栈中元素
//返回栈中元素个数；
int StackSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
在一些复杂结构中要直接调用查看栈中是否有数据，判断栈是否为空；
//判断栈中元素是否为空，返回布尔类型
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;//注意这里是没有数据是返回true;
}
用动态开辟的空间就必须手动释放
//释放；顺序表释放头指针即可
void StackDestroy(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
看一下如何调用的：
int main()
{
ST st;
StackInit(&st);
StackPush(&st, 1);
StackPush(&st, 2);
StackPush(&st, 4);
StackPush(&st, 5);
StackPush(&st, 7);
printf("%d\n",StackTop(&st));
StackPop(&st);
StackPush(&st, 8);
printf("%d\n",StackTop(&st));
StackPop(&st);
StackDestroy(&st);
return 0;
}