数据结构之“栈”（全方位认识）
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前言
栈是一种数据结构，具有" 后进先出 "的特点 或者也可见说是 ” 先进后出 “。大家一起加油吧冲冲冲！！
目录
前言
一、栈
1.1栈的概念和结构
1.2栈的实现
1.2.1栈的结构体定义
1.2.2初始化和销毁
1.2.3入栈
1.2.4出栈
1.2.5获取栈顶元素
1.2.6获取栈中的有效个数
1.2.7判空
1.3 代码测试
1.4 头文件
总结
一、栈
1.1栈的概念和结构
这个栈的数据结构在我们生活中很像羽毛球桶
1.2栈的实现
我们这里实现的是动态栈的结构，因为静态栈实际中一般运用不到。
先给大家看一下栈的结构体定义和一些功能。
//静态栈
typedef int STDataType;
#define N 10
typedef struct Stack
{STDataType _a[N];int _top; // 栈顶
}Stack;typedef int STDataType;
//动态栈
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;//这里的top和顺序表的size相似的都是指有效元素的下一个数据。int capacity;
}ST;//栈的实现是通过数组所以只需要传一级指针。//栈的初始化和销毁
void STInit(ST* pst);
void STDestory(ST* pst);//入栈和出栈
void STPush(ST* pst, STDataType x);
void STPop(ST* pst);//获取栈数据
STDataType STTop(ST* pst);//栈的判空
bool STEmpty(ST* pst);//栈的数据个数
int STSize(ST* pst);1.2.1栈的结构体定义
因为我们这次实现的栈是基于数组实现的，我们就可以参考顺序表的结构体定义来改进。
我们了解的栈的定义发现，栈顶元素一直有被提及。我们要定义栈顶，其次我们定义数组，但是为什么我们这边是用指针呢？其实这里数组等价于指针的，在学习指针的时候我们学习过 a[i] == *(p+i)所以我们就像理解指针那一样的思路就可以了。还有就是结构体里面定义指针动态内存管理、高效的内存管理、还方便栈的各种操作。这边提到了内存，也要定义一个数来计算是否满了。
结构体定义如下：一个指针 STDataType *a、一个栈顶元素下标的下一个元素（这里的top和顺序表的size相似的都是指有效元素的下一个数据，当作顺序表的size来理解这样更容易想通。）、一个计入内存大小的 capacity。
typedef int STDataType;typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;//这里的top和顺序表的size相似的都是指有效元素的下一个数据。int capacity;
}ST;1.2.2初始化和销毁
初始化：最前面就还是需要判断指针是否为空，有指针所以我们要置为NULL，其他的都给赋值为0。如果我们把top定义成栈顶元素的下标，那么我们就要把top赋值为-1了。这样赋值就会显得很奇怪。
销毁：最前面就还是需要判断指针是否为空，我们申请了动态空间当然要释放，所以free必不可少，其他的都给赋值为0。
//栈的初始化和销毁
void STInit(ST* pst)
{assert(pst);pst->a = NULL;pst->top = pst->capacity = 0;
}
void STDestory(ST* pst)
{assert(pst);free(pst->a);pst->a = NULL;pst->top = pst->capacity;
}1.2.3入栈
数组没有满时：很简单就是把当前栈顶元素往后移动一位在赋值就可以了。
数组满时：我们就要重新申请空间了，什么时候是数组满了呢？就那下面这个图理解，top是5，刚好capacity也是5。这时就满了，所以就要扩容了。就和之前顺序表一样写就可以了。
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{assert(pst);//扩容if (pst->top == pst->capacity){int Newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 :pst->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, Newcapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("ralloc fail");return;}pst->a = tmp;pst->capacity = Newcapacity;}pst->a[pst->top++] = x;
}1.2.4出栈
出栈就更简单了，把栈顶指针向前移动一位就可以了。但是除了判别为空指针，还要判别数组里面还有数据吗！assert(pst->top > 0);
void STPop(ST* pst)
{assert(pst);assert(pst->top > 0);pst->top--;
}1.2.5获取栈顶元素
这个功能实现也是非常简单，要牢记top是指向栈顶元素的下一个元素。所以我们要top-1。
//获取栈数据
STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);assert(pst->top > 0);return pst->a[pst->top-1];
}1.2.6获取栈中的有效个数
我们定义的top为0还有计数的作用，所以直接返回top就行了。
int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top;
}1.2.7判空
我们直接使用具有计数作用的top判断是否等于0就可以知道是否为空栈了。
//栈的判空
bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top == 0;
}1.3 代码测试
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"Stack.h"
int main()
{ST sa;STInit(&sa);STPush(&sa, 1);STPush(&sa, 3);STPush(&sa, 5);while (!STEmpty(&sa)){printf("%d ", STTop(&sa));STPop(&sa);}STDestory(&sa);
} 实现了栈先进后出的特点。
1.4 头文件
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>//bool 类型的头文件
#include<assert.h>typedef int STDataType;typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;//这里的top和顺序表的size相似的都是指有效元素的下一个数据。int capacity;
}ST;//栈的实现是通过数组所以只需要传一级指针。//栈的初始化和销毁
void STInit(ST* pst);
void STDestory(ST* pst);//入栈和出栈
void STPush(ST* pst, STDataType x);
void STPop(ST* pst);//获取栈数据
STDataType STTop(ST* pst);//栈的判空
bool STEmpty(ST* pst);//栈的数据个数
int STSize(ST* pst);总结
好了给大家介绍完了，”栈“。下回介绍队列！！