栈的概念:
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,是操作受到限制的线性表,遵行后进先出LIFO(Last In First Out)的原则。
简单理解就是一个一端封口,另一端没有封口的管子,你往里面放直径与管子的直径相同的球,不管你放多少球,你先取的一定是最后放的球,最里面的球要把前面的球全部取出来才能取到。这个管子里的空间就相当于栈的空间,球就相当于你所要放入栈的数据
栈顶和栈底
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,非空栈中的栈顶指针始终在栈顶元素的下一个位置上,空栈时,栈顶指针和栈底指针指向同一块位置。
借助管子和球的例子,简单理解就是管子封口那里就是栈底,管子中最外层的球的下一个可以存放球的空间,但还没有存放球的位置就是栈顶,不能直接理解为管口就是栈顶。
当管子中没有球时(空栈),栈顶和栈底所指向的位置相等,都指向管子最里面所能存放一个球的空间
压栈和出栈
栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈,入数据在栈顶,栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。
入栈gif动画
出栈gif动画
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。因为数组在尾部插入数据的代价比较小,可以根据下标直接锁定尾部。
用链表(无头单向非循环链表)在尾部插入数据的代价比较大,需要先遍历一遍才能找到尾部,但也不是不可以,不过尽量用数组比较好一些。
对于栈的实现,有这几个功能,
- 初始化栈
- 检测栈的容量是否充足(不充足进行扩容)
- 入栈
- 出栈
- 获取栈顶元素
- 获取栈中有效元素个数
- 检测栈是否为空(为空返回非0结果,不为空返回0)
- 销毁栈
我们将用函数对这些功能进行封装
用结构体自定义一个栈的数据类型
// 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;
因为我们不知道存放在栈中的数据的类型,所以将存放数据的类型用typedef
重命名为STDataType
,以方便随时更改。(这里我们存放数据的类型是int
)
Stack
就是我们定义并重命名的栈的数据类型STDataType* a
指向栈用数组存放数据的地方起始位置,即栈底top
是栈顶,也是用来访问数组尾部的下标capacity
是栈的容量,指栈所能容纳多少的数据
初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
assert(ps);
ps->a = NULL;
ps->top = ps->capacity = 0;
}
将栈的地址传过来,对其成员进行初始化文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-783612.html
assert(ps)
对传过来的地址进行空指针的判断,因为传过来的地址不能为空ps->a = NULL
将指针为空,表明栈的容量为0ps->top = ps->capacity = 0
top记录栈顶位置,capacity记录栈的容量,当容量不足时(也就是ps->top == ps->capacity)进行扩容文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-783612.html
检测栈的容量是否充足(不充足进行扩容)
void CheckCapacity(Stack* ps)
{
assert(ps);//传过来的指针不能为空
if (ps->top =
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