全文目录

• 引言
• 栈
• • 介绍
  • 接口实现
  • • 栈的初始化与销毁
    • 判断栈是否为空
    • 计算栈中元素个数
    • 在栈顶压栈
    • 在栈顶出栈
    • 访问栈顶元素
• 总结

引言

我们之前了解的顺序表与链表两种数据结构都是线性表的一种，它们都有各自的特点：
戳我康顺序表详解哦
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在这篇文章中将介绍另一种线性结构：栈

栈

介绍

栈是一种特殊的线性表，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。

在栈顶插入元素称为压栈；在栈顶删除元素称为出栈。

访问元素时，只能访问栈顶的元素。比如在栈中依次存压入了1、2、3、4这4个数据，当要删除元素时，只能从栈顶依次删除4、3、2、1。当然也可以压一个数据出一个数据：压入1在删除1，压入2再删除2，压入3再删除3，压入4再删除4，就可以实现以1、2、3、4的顺序访问。

需要注意的是，数据结构的栈与内存中的栈区是两个概念，不要将它们混淆了。

接口实现

我们可以选择以数组为底层来实现栈，因为数组是一块连续的空间，在不需要头插的情况下，数组有着很高的效率。
由于静态数组的容量固定，所以可以使用动态数组来实现：

我们可以将想要存储的数据类型重命名为STDataType，这样在想要改变类型时就会很方便：

typedef int STDataType;

类似于顺序表，我们可以将存放数据的数组以及其他的数据，包括栈中元素的个数与栈的容量，放在一个结构体中，创建一个结构体变量。方便起见可以将这个结构体重命名为ST：

typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}ST;

定义了结构体变量后，我们首先创建一个ST类型的结构体变量st（动态开辟一块空间来创建st变量），然后我们就可以对st变量中的成员进行初始化，然后存储数据：

栈的初始化与销毁

初始化栈的函数参数类型为ST*，即结构体指针。
在初始化时，首先为存放数据的数组动态开辟一块空间，a成员为这个数组的首元素地址。并判断是否成功开辟；
然后将capacity初始化为10，即初始容量为10；
然后将top初始化为0，即初始栈中的元素个数为0：

//栈的初始化与销毁
void STInit(ST* ps)
{assert(ps);ps->a = (STDataType*)malloc(10 * sizeof(STDataType));assert(ps);ps->capacity = 10;ps->top = 0;
}

销毁栈时，我们需要释放动态开辟的两块空间：为结构体变量st开辟的空间以及为数组开辟的空间。
除此之外也可以将capacity与top改为0，将指针a改为NULL：

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

判断栈是否为空

在许多时候，我们都需要知道栈是否为空。比如在出栈时、访问栈顶元素时等。

要判断栈是否为空，只需要判断top的值，top的值就代表着栈中元素的个数。
若top不为0，栈非空，返回false；若top为0，栈为空，返回true：

//判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* ps)
{assert(ps);if (ps->top){return false;}else{return true;}
}

计算栈中元素个数

计算栈中元素个数时，只需要返回top即可：

//计算栈中元素个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}

在栈顶压栈

压栈函数的参数除了有结构体指针外，还有想要插入的数据x。

在栈顶压栈时，首先需要判断栈空间是否已满：
我们可以通过比较top与capacity来判断，即栈中元素的个数与栈容量：若top等于capacity，即栈已经满了，需要使用realloc函数扩容并判断是否成功扩容。若成功，让a指向新空间，将capacity改为新的容量。

然后就可以将a数组中下标为top的位置改为x，然后top++：

//压栈
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);if (ps->top == ps->capacity){STDataType* ptr = (STDataType*)realloc(ps->a, (ps->capacity + 10) * sizeof(STDataType));assert(ptr);ps->a = ptr;ps->capacity += 10;}ps->a[ps->top] = x;ps->top++;
}

在栈顶出栈

在栈顶出栈时，首先要判断栈是否为空：我们可以使用前面实现的STEmpty函数。
然后直接将top–，即可实现删除栈顶的元素：

//出栈
void STPop(ST* ps)
{assert(ps && STEmpty(ps) == 0);ps->top--;
}

访问栈顶元素

访问栈顶元素时，首先要判断栈是否为空：我们可以使用前面实现的STEmpty函数。
然后直接返回a数组中下标为top-1的元素即可。

需要注意的是，由于top是元素的个数，所以top-1才是最后一个元素的下标

//访问栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{assert(ps && STEmpty(ps) == 0);return ps->a[ps->top - 1];
}

总结

到此，关于栈的介绍以及接口实现就就结束了

如果大家认为我对某一部分没有介绍清楚或者某一部分出了问题，欢迎大家在评论区提出

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