2024-04-22

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前言

栈的介绍

栈是一种特殊的线性表，数据的存取方式是后进先出，最后进入的数据称为栈顶，第一个进入的数据称为栈底。只能在栈顶对数据进行读取、删除、插入。
删除数据称作：出栈或退栈
插入数据称作：进栈、入栈或压栈

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一、需要实现的接口

//初始化栈
void StackInit(stack* p);
//销毁栈
void StackDestroy(stack* p);
//入栈
void StackPush(stack* p, StackDataType x);
//出栈
void StackPop(stack* p);
//取出栈顶数据
StackDataType StackTop(stack* p);
//计算栈的大小
int StackSize(stack* p);
//栈的判空
bool StackEmpty(stack* p);

二、代码实现

1.创建栈

栈可以使用数组或链表实现，这里使用的是数组

typedef int StackDataType;//栈中存储的数据为整型
//将其重命名的意义是方便以后更改数据类型

typedef struct Stack {
	StackDataType* vals;
	int top;//栈顶的下标
	int capacity;//记录数组的容量，到达上限时扩容
}stack;

2.各接口创建

1- 初始化栈

void StackInit(stack* p) {
	assert(p);//使用断言防止p为空指针，可以更好的找到错误

	p->vals = (StackDataType*)malloc(sizeof(StackDataType) * 4);
	p->capacity = 4;
	//设置数组的初始大小为4
	p->top = 0;//此时栈顶为0，无任何数据
}

2 - 销毁栈

void StackDestroy(stack* p) {
	assert(p);//使用断言防止p为空指针，可以更好的找到错误
	
	free(p->vals);//释放栈中的所有值
	p->vals = NULL;//置成空指针防止野指针的出现
	p->capacity = p->top = 0;
}

3 - 入栈

void StackPush(stack* p, StackDataType x) {
	assert(p);//使用断言防止p为空指针，可以更好的找到错误

	if (p->top == p->capacity) {//栈顶如果等于容量就代表栈已经满了，需要扩容
		StackDataType* tmp = (StackDataType*)realloc(p->vals, sizeof(StackDataType) * (p->capacity * 2));
		//这里扩容为原容量的二倍
		if (tmp) {
			p->capacity *= 2;
			p->vals = tmp;
		}
		else {//若有扩容失败的情况就强制终止程序
			printf("realloc fail!\n");
			exit(-1);
		}
	}
	p->vals[p->top] = x;//将x插入栈顶
	p->top++;//栈顶为p->top - 1
}

4 - 出栈

void StackPop(stack* p) {
	assert(p);//使用断言防止p为空指针，可以更好的找到错误

	if (p->top > 0) {//要保证栈中至少存在一个数据才能出栈
		p->top--;
	}
	else {//无数据就强制终止程序
		printf("stack no data\n");
		exit(-1);
	}
}

5 - 取出栈顶数据

StackDataType StackTop(stack* p) {
	assert(p);//使用断言防止p为空指针，可以更好的找到错误

	if (p->top == 0) {//栈中无数据，强制终止程序
		printf("stack no data\n");
		exit(-1);
	}
	else {
		return p->vals[p->top - 1];//返回栈顶数据
		//这里因为初始化栈时p->top赋的初始值为0，入栈时将p->top++，所以栈顶数据是当前p->top所指向的后一位
	}
}

6 - 计算栈的大小

int StackSize(stack* p) {
	assert(p);//使用断言防止p为空指针，可以更好的找到错误

	return p->top;//初始从0开始，栈顶是p->top的后一位，所以当前p->top的值就是栈的数据个数
}

7 - 栈的判空

bool StackEmpty(stack* p) {
	assert(p);//使用断言防止p为空指针，可以更好的找到错误

	return p->top == 0;//若栈顶为0则代表栈中无数据，返回true
	//栈顶不为0代表栈不为空，返回false
}

三、测试

void stacktest1() {
	stack p;//不需要赋值，使用StackInit
	StackInit(&p);//传参需要传地址
    
    //依次入数据 
	StackPush(&p, 1);
	StackPush(&p, 2);
	StackPush(&p, 3);
	StackPush(&p, 4);

    //一共入了四个数据
    printf("StackSize = %d\n", StackSize(&p));

	while (!StackEmpty(&p)) {
	//使用逻辑非运算符（非0为假，0为真），栈不为空时继续，为空时停止
	//因为栈为空返回true，不为空返回false
		printf("%d\n", StackTop(&p));//取出栈顶数据并输出
		StackPop(&p);//输出完之后将栈顶移除
	}
	
	StackDestroy(&p);//栈使用完毕需要销毁，防止内存泄漏
}

int main() {
	stacktest1();
	return 0;
}

五、运行结果

栈的大小为4，输出的顺序满足了后进先出

栈的应用（迷宫问题）：

迷宫问题c语言

https://ee268.github.io/2024/04/22/牛客网迷宫问题C语言/

http://t.csdnimg.cn/cdkD5

总结

第一次写博客，不足之处还请大家指出🥺。

以前自己在csdn写的，新搭的博客没有多少文章，搬上来凑数

C语言实现 - 栈

https://blog.csdn.net/ee268/article/details/137997577?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=137997577&sharerefer=PC&sharesource=ee268&sharefrom=from_link

前言