数据结构---栈

一、定义

　　栈是限定在表尾进行插入或删除操作的线性表。因此对栈来说，表尾端有特殊含义，称为栈顶，相应地，表头端称为栈底。不含元素的空表称为空栈。

二、栈的实现方式

　　1、顺序栈

　　　　顺序存储结构，利用一组地址连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素，同时附设指针top指示栈顶元素在顺序栈中的位置。通常的习惯做法是以top=0表示空栈（，鉴于C语言数组下标从0开始），也有以top=-1表示空栈的。另一方面，由于栈在使用过程中所需最大空间的大小很难估计，因此，一般来说，在初始化时，先为栈分配一个基本容量，然后在应用过程中，当栈的空间不够使用时再逐段扩大。为此，可设定两个常量：STACK_INIT_SIZE和STACKINCREMENT

　　2、链栈

三、代码实现

　　1、顺序栈

　　　　1.1 结构体定义

#define ElemType int
#define STACK_INIT_SIZE 8
#define STACK_INC_SIZE 3
typedef struct SeqStack
{
    ElemType *base;
    int capacity;
    int top;
}SeqStack;

　　　　1.2 功能代码实现

#include "SeqStack.h"
 
 
bool Inc(SeqStack *s)
{
    ElemType *newbase = (ElemType *)realloc(s->base, sizeof(ElemType)*(s->capacity + STACK_INC_SIZE));
    if(newbase == NULL)
    {
        printf("内存不足\n");
        return false;
    }
    s->base = newbase;
    s->capacity += STACK_INC_SIZE;
    return true;
}
 
void InitStack(SeqStack *s)
{
    s->base = (ElemType *)malloc(sizeof(ElemType)*STACK_INIT_SIZE);
    assert(s->base != NULL);
    s->capacity = STACK_INIT_SIZE;
    s->top = 0;
}
 
bool IsFull(SeqStack *s)
{
    return s->top >= s->capacity;
}
bool IsEmpty(SeqStack *s)
{
    return s->top == 0;
}
 
void Push(SeqStack *s, ElemType x)
{
    if (IsFull(s) && !Inc(s))
    {
        printf("栈空间已满，%d,不能入栈", x);
        return;
    }
    s->base[s->top++] = x;
}
 
void Pop(SeqStack *s)
{
    if (IsEmpty(s))
    {
        printf("栈空间已空，不能出栈。\n");
        return;
    }
    s->top--;
}
 
bool GetTop(SeqStack *s, ElemType *v)
{
    if (IsEmpty(s))
    {
        printf("栈空间已空，不能取栈顶元素\n");
        return false;
    }
 
    *v = s->base[s->top-1];
    return true;
}
 
int Length(SeqStack *s)
{
    return s->top;
}
 
void Clear(SeqStack *s)
{
    s->top = 0;
}
void Destroy(SeqStack *s)
{
    free(s->base);
    s->base = NULL;
    s->capacity = 0;
    s->top = 0;
}
 
 
void Show(SeqStack *s)
{
    for (int i = s->top - 1; i >= 0; i--)
    {
        printf("%d\n", s->base[i]);
    }
}

　　　　1.3 测试代码实现

#include "SeqStack.h"
 
void main()
{
    SeqStack st;
    InitStack(&st);
    ElemType v;
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
    {
        Push(&st, i);
    }
    Show(&st);
    GetTop(&st, &v);
    printf("%d 出栈\n", v);
    Pop(&st);
    Show(&st);
    Clear(&st);
    Show(&st);
    Destroy(&st);
}

　　　　1.4、头文件实现

#ifndef __SEQSTACK_H__
#define __SEQSTACK_H__
#include "stdio.h"
#include "malloc.h"
#include "assert.h"
#define ElemType int
#define STACK_INIT_SIZE 8
#define STACK_INC_SIZE 3
typedef struct SeqStack
{
    ElemType *base;
    int capacity;
    int top;
}SeqStack;
bool Inc(SeqStack *s);
void InitStack(SeqStack *s);
bool IsFull(SeqStack *s);
bool IsEmpty(SeqStack *s);
void Push(SeqStack *s, ElemType x);
void Pop(SeqStack *s);
bool GetTop(SeqStack *s, ElemType *v);
int Length(SeqStack *s);
void Clear(SeqStack *s);
void Destroy(SeqStack *s);
void Show(SeqStack *s);
#endif

　　2 、链栈

　　2.1 结构体定义

#define ElemType int
typedef struct StackNode
{
    ElemType data;
    struct StackNode *next;
}StackNode, *LinkStack;

　　　　2.2 功能代码实现

#include "LinkStack.h"
 
void InitStack(LinkStack *s)
{
    *s = NULL;
     
}
 
void Push(LinkStack *s, ElemType x)
{
    StackNode *t = (StackNode *)malloc(sizeof(StackNode));
    assert(t != NULL);
    t->data = x;
    if (*s == NULL)
    {
        *s = t;
        t->next = NULL;
    }
    else
    {
        t->next = *s;
        *s = t;
    }
}
 
void Show(LinkStack *s)
{
    StackNode *p = *s;
    while (p != NULL)
    {
        printf("%d\n",p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
}

　　　　2.3 测试代码实现

#include "LinkStack.h"
 
void main()
{
    LinkStack st;
    InitStack(&st);
    for (int i = 1; i <= 5; i++)
    {
        Push(&st, i);
    }
    Show(&st);
}