C語言中棧的結(jié)構(gòu)和函數(shù)接口的使用示例
一、棧的結(jié)構(gòu)
棧：一種操作受限的線性表，只允許在線性表的一端進(jìn)行插入和刪除操作，進(jìn)行插入刪除的一端稱作棧頂，另一端稱之為棧底
通過動態(tài)順序表的實現(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)在對數(shù)組進(jìn)行尾插尾刪時效率很高， 因此棧可以用數(shù)組實現(xiàn)，將數(shù)組的尾部作為棧頂， 結(jié)構(gòu)如下：
通過單鏈表的實現(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)在對鏈表進(jìn)行頭插頭刪時效率很高，因此也可以用鏈表來實現(xiàn)，將單鏈表的頭結(jié)點作為棧頂，結(jié)構(gòu)如下：
綜合考慮：數(shù)組的實現(xiàn)方法更優(yōu)，本篇以數(shù)組的方式介紹棧的結(jié)構(gòu)和函數(shù)接口
//棧的元素類型
typedef int StackDataType;
//棧的結(jié)構(gòu)
typedef struct Stack
{
StackDataType* a; //存放元素的數(shù)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(shù)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(shù)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(tài)開辟的，不用時需要銷毀
銷毀函數(shù)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(dāng)空間不夠時需要擴(kuò)容
入棧函數(shù)如下：
void StackPush(Stack* ps, StackDataType x)
{
assert(ps);
//空間不夠時，需要擴(kuò)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(shù)據(jù)，然后再自增
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
出棧：刪除棧頂元素
出棧函數(shù)如下：
void StackPop(Stack* ps)
{
assert(ps);
//棧為空時不能刪除，這里直接調(diào)用判空函數(shù)
assert(!StackEmpty(ps));
ps->top--;
}
3. 訪問棧頂元素以及判空和元素個數(shù)
返回棧頂元素函數(shù)如下：
StackDataType StackTop(Stack* ps)
{
assert(ps);
//棧為空時不能取棧頂元素，這里直接調(diào)用判空函數(shù)
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(shù)如下：
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}
元素個數(shù)函數(shù)如下：
size_t StackSize(Stack* ps)
{
assert(ps);
//top 即為元素個數(shù)
return ps->top;
}
到此這篇關(guān)于C語言中棧的結(jié)構(gòu)和函數(shù)接口的使用示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言棧的結(jié)構(gòu)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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