目录
1、栈
1.1 栈的概念及结构
2、栈的实现
2.1 接口
3、接口的实现
3.1 初始化
3.2 入栈/压栈
3.3 出栈
3.4 获取栈顶元素
3.5 获取栈中有效元素个数
3.6.1 bool 类型接口
3.6.2 int 类型接口
3.7 销毁栈
4、完整代码
5、功能测试
1、栈
1.1 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。
![[数据结构 -- C语言] 栈(Stack)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/05/448386-1.png)
我们以生活中的事物来理解一下栈：糖葫芦
串糖葫芦的时候是最后一颗糖葫芦先串进去，但是我们吃的第一个却是最后一颗被串上去的。
![[数据结构 -- C语言] 栈(Stack)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/05/448386-2.jpeg)
2、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。 我们本篇文章就是使用数组来实现栈。
2.1 接口
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top; // 栈顶
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
int StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);3、接口的实现
3.1 初始化
我们的栈开始是空的，因此容量与栈顶赋值为 0。
我们也可以将栈顶赋值为-1，入栈的时候先让栈顶指针++，再将元素入栈，这样栈顶指针正好指向的就是栈顶元素。但是我们这里还是将栈顶指针赋值为 0 了，这样在获取栈中有效元素的时候就不用再操作了，为后面提供了便利。
void StackInit(Stack* ps)
{
assert(ps);
ps->a = NULL;
//ps->top = -1;//top 指栈顶数据
ps->top = 0;//top 指栈顶数据的下一个位置
ps->capacity = 0;
}3.2 入栈/压栈
在入栈前我们要先判断栈是否满了，如果满了我们就给栈先进性扩容。我们这里没有开始先malloc空间，而是第一次就使用了 realloc，这里有一个技巧，那就是用三目操作符先看容量是否为 0 ，如果是 0 ，那么就意味着是第一次开空间，就给 newcapacity 赋值为 4，不为 0就说明是扩容，那就将新的容量扩容为之前的 2 倍。
判满后我们就入栈，这里其实就是给数组里面放元素进去，给栈顶位置放一个元素进去后让 ps->top++，往后走一步。
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
assert(ps);
if (ps->capacity == ps->top)
{
int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail:");
return;
}
ps->a = tmp;
ps->capacity = newcapacity;
}
ps->a[ps->top] = data;
ps->top++;
}3.3 出栈
出栈很简单，让 ps->top--就好了，下次入栈的元素就会将之前的元素覆盖掉。
void StackPop(Stack* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
ps->top--;
}3.4 获取栈顶元素
获取栈顶元素前需要判空，如果是空的话就不存在栈顶指针。栈顶元素就是下标为 top-1 的元素，所以返回 ps->[ps->top-1] 就是栈顶元素。
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));
return ps->a[ps->top-1];
}3.5 获取栈中有效元素个数
因为下标 top 是栈顶元素的下一个位置，所以返回 top 就是栈中的有效元素个数。
int StackSize(Stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}3.6.1 bool 类型接口
int StackEmpty(Stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}3.6.2 int 类型接口
这里我们约定好为空返回 非0，不为空返回 0。
int StackEmpty(Stack* ps)
{
assert(ps);
if (0 == ps->top)
return 1;
else
return 0;
}3.7 销毁栈
释放数组并置空，将容量与栈顶赋值为 0。
void StackDestroy(Stack* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = 0;
ps->top = 0;
}4、完整代码
完整代码在代码仓库，入口：C语言: C语言学习的代码，多复习 - Gitee.com
5、功能测试
![[数据结构 -- C语言] 栈(Stack)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/05/448386-3.png)
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-448386.html
![[数据结构 -- C语言] 栈(Stack)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/05/448386-4.png)
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