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C語言中棧的結構和函數接口的使用示例_C 語言

作者：[Pokemon]大貓貓 ? 更新時間： 2023-05-08 編程語言

一、棧的結構

棧：一種操作受限的線性表，只允許在線性表的一端進行插入和刪除操作，進行插入刪除的一端稱作棧頂，另一端稱之為棧底

通過動態順序表的實現，可以發現在對數組進行尾插尾刪時效率很高， 因此棧可以用數組實現，將數組的尾部作為棧頂， 結構如下：

通過單鏈表的實現，可以發現在對鏈表進行頭插頭刪時效率很高，因此也可以用鏈表來實現，將單鏈表的頭結點作為棧頂，結構如下：

綜合考慮：數組的實現方法更優，本篇以數組的方式介紹棧的結構和函數接口

//棧的元素類型
typedef int StackDataType;
//棧的結構
typedef struct Stack
{
	StackDataType* a;	//存放元素的數組
	int top;	//指向棧頂元素的下一個位置
	int capacity;	//容量
}Stack;

二、棧的函數接口

1. 初始化和銷毀

初始時給棧分配一些空間，并將 top置為 0，代表指向棧頂元素的下一個位置

初始化函數如下：

void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	//開辟空間
	ps->a = (StackDataType*)malloc(sizeof(StackDataType) * 4);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(-1);
	}
	ps->top = 0;
	ps->capacity = 4;
}

棧是動態開辟的，不用時需要銷毀

銷毀函數如下：

void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->top = 0;
	ps->capacity = 0;
}

2. 入棧和出棧

入棧：在棧頂插入元素，當空間不夠時需要擴容

入棧函數如下：

void StackPush(Stack* ps, StackDataType x)
{
	assert(ps);
	//空間不夠時，需要擴容
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		StackDataType* tmp = (StackDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(StackDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc");
			exit(-1);
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;
	}
	//top 指向棧頂元素的下一個位置，因此 top 先插入數據，然后再自增
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}

出棧：刪除棧頂元素

出棧函數如下：

void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	//棧為空時不能刪除，這里直接調用判空函數
	assert(!StackEmpty(ps));	
	ps->top--;
}

3. 訪問棧頂元素以及判空和元素個數

返回棧頂元素函數如下：

StackDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	//棧為空時不能取棧頂元素，這里直接調用判空函數
	assert(!StackEmpty(ps));
	//top 指向棧頂元素的下一個，所以需要-1
	return ps->a[ps->top - 1];
}

判空函數如下：

bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}

元素個數函數如下：

size_t StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	//top 即為元素個數
	return ps->top;
}

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_70793373/article/details/128487230

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