本文主要是介绍【数据结构】线性表之《栈》超详细实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
栈
- 一.栈的概念及结构
- 二.顺序栈与链栈
- 1.顺序栈
- 2.链栈
- 1.单链表栈
- 2.双链表栈
- 三.顺序栈的实现
- 1.栈的初始化
- 2.检查栈的容量
- 3.入栈
- 4.出栈
- 5.获取栈顶元素
- 6.栈的大小
- 7.栈的判空
- 8.栈的清空
- 9.栈的销毁
- 四.模块化源代码
- 1.Stack.h
- 2.Stack.c
- 3.test.c
一.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
。
二.顺序栈与链栈
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。那是为什么?且听下文分解。
1.顺序栈
2.链栈
1.单链表栈
将栈顶与栈低换个位置可以解决该问题,如下图:
2.双链表栈
- 由于双向链表比单链表多一个指针,基于节省内存的原由
单链表优于双向链表
。 - 数组的效率更优于单链表,原因:链表每一次插入一个数据都要申请一个节点,每次删除一个数据都要释放一个节点,且顺序栈包含数据+容量+栈顶,而链栈包含数据+指针,每个数据都要包含指针,顺序栈较于连栈会省一些内存。
接下来我将实现最优的——>顺序栈
三.顺序栈的实现
会写顺序表,那么实现顺序栈会非常轻松,这里就不一一介绍了,直接上代码。
1.栈的初始化
void StackInit(ST* ps)
{assert(ps);//断言ps->arr = NULL;ps->capacity = 0;ps->top = 0;
}
2.检查栈的容量
void CheckCapacity(ST* ps)
{assert(ps);//栈满if (ps->top == ps->capacity){int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, sizeof(STDataType) * newCapacity);if (tmp == NULL)//空间开辟失败{perror("realloc fail!");exit(-1);//退出程序}//空间开辟成功ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}
}
3.入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);CheckCapacity(ps);ps->arr[ps->top] = x;ps->top++;
}
4.出栈
void StackPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);//栈空,无法出栈,否则下标越界ps->top--;
}
5.获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);return ps->arr[ps->top - 1];
}
6.栈的大小
int StackSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}
7.栈的判空
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}
8.栈的清空
void StackClear(ST* ps)
{assert(ps);ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}
9.栈的销毁
void StackDestory(ST* ps)
{assert(ps);StackClear(ps);free(ps->arr);ps->arr = NULL;
}
四.模块化源代码
1.Stack.h
//#pragma once 防止头文件被重复包含
#ifndef __STACK_H__
#define __STACK_H__#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>typedef int STDataType;typedef struct Stack
{STDataType* arr; //栈空间的首地址int top; //栈顶int capacity; //容量
}ST;void StackInit(ST* ps);//栈的初始化void CheckCapacity(ST* ps);//检查栈的容量void StackPush(ST* ps, STDataType x);//入栈void StackPop(ST* ps);//出栈STDataType StackTop(ST* ps);//获取栈顶元素int StackSize(ST* ps);//获取栈的长度bool StackEmpty(ST* ps);//栈的判空void StackClear(ST* ps);//栈的清空void StackDestory(ST* ps);//栈的销毁#endif
2.Stack.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"Stack.h"void StackInit(ST* ps)
{assert(ps);//断言ps->arr = NULL;ps->capacity = 0;ps->top = 0;
}void CheckCapacity(ST* ps)
{assert(ps);//栈满if (ps->top == ps->capacity){int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, sizeof(STDataType) * newCapacity);if (tmp == NULL)//空间开辟失败{perror("realloc fail!");exit(-1);//退出程序}//空间开辟成功ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}
}void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);CheckCapacity(ps);ps->arr[ps->top] = x;ps->top++;
}void StackPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);//栈空,无法出栈,否则下标越界ps->top--;
}STDataType StackTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);return ps->arr[ps->top - 1];
}int StackSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}void StackClear(ST* ps)
{assert(ps);ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}void StackDestory(ST* ps)
{assert(ps);StackClear(ps);free(ps->arr);ps->arr = NULL;
}
3.test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"Stack.h"enum
{EXIT,PUSH,POP,TOP,SIZE,EMPTY,CLEAR
};void Menu()
{printf("***************栈**************\n");printf("****1.入栈 2.出栈****\n");printf("****3.栈顶 4.大小****\n");printf("****5.判空 6.清空****\n");printf("****0.退出 ******\n");printf("*******************************\n");
}int main()
{ST st;StackInit(&st);int select = 0;STDataType value;bool flag;do{Menu();printf("请选择您的操作:");scanf("%d", &select);switch (select){case EXIT:printf("退出栈!\n");break;case PUSH:printf("请输入您要入栈的值:");scanf("%d", &value);StackPush(&st, value);break;case POP:StackPop(&st);break;case TOP:value = StackTop(&st);printf("栈顶元素:%d\n", value);break;case SIZE:printf("栈的大小为:%d\n", StackSize(&st));break;case EMPTY:flag = StackEmpty(&st);if (flag){printf("栈为空!\n");}else{printf("栈不为空!\n");}break;case CLEAR:StackClear(&st);break;default:printf("输入错误,请重新输入!\n");break;}} while (select);StackDestory(&st);return 0;
}
创作不易,如果能帮到你的话能赏个三连吗?感谢啦!!!
这篇关于【数据结构】线性表之《栈》超详细实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!