数据结构-栈(带图)

栈的概念

画图理解栈

栈的实现

fun.h

fun.c

main.c

栈的概念

栈（Stack）是一种基本的数据结构，其特点是只允许在同一端进行插入和删除操作，这一端被称为栈顶。遵循后进先出（Last In, First Out, LIFO）原则，即最后存入栈中的元素最先被取出。形象地讲，栈就像是生活中堆放盘子的架子，我们总是把新的盘子放在最上面，而需要拿盘子时也是从最上面开始拿。

生活中就有栈的一些例子比如这些图片：

栈的基本操作包括：

压栈（Push）：向栈顶添加一个元素。相当于在堆叠的顶部放入一个新的物品。
出栈（Pop）：从栈顶移除一个元素，并可选择返回这个元素。这类似于从堆叠顶部移走最上面的物品。
查看栈顶元素（Peek/Top）：获取栈顶的元素但不移除它，用于检查或获取栈顶的信息。
判断栈是否为空（IsEmpty）：检查栈中是否有元素。
获取栈的大小（Size）：返回栈中元素的数量

画图理解栈

首先我们栈有一个原理:先进后出，后进先出，于是我们得得到这么个图

开始压栈,压栈的同时我们的p指针也要同时往后面走

最总

出栈

依次出栈后

这里为什么会1 2 3 4压栈出栈后变成了4321？

其实正确的压栈出栈我们需要边压栈边出栈就不会出现这种情况了，所以我main函数中是这样写的

int main1() {
	Stack p;
	STInit(&p);//初始化栈
	StackPush(&p, 1);//压栈
	StackPop(&p);//出栈
	printf("%d\n", p.a[p.top]);
	StackPush(&p, 2);
	StackPop(&p);
	printf("%d\n", p.a[p.top]);
	StackPush(&p, 3);
	StackPop(&p);
	printf("%d\n", p.a[p.top]);	
}

栈的实现

接下来我们用代码实现栈，这里我用了三个文件,解析都在注释中

fun.h

这个文件里有我实现了栈的一些功能

#pragma once
//头文件
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdio.h>
#include<assert.h>

typedef int STDataType;
//栈的结构
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;//指针
	int top;//栈顶
	int capacity;//容量
}Stack;

// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps);
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
bool StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps);

fun.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"fun.h"

//扩容函数
void Exp(Stack* p) {
	if (p->capacity == p->top)
	{
		//利用三目运算来判断是否
		int New_cap = p->capacity == 0 ? 4 : p->capacity * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(p->a, New_cap * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			assert("realloc");
			return;
		}
		//将开辟空间给给原来的变量
		p->a = tmp;
		p->capacity = New_cap;
	}
}

//初始化
void StackInit(Stack* p) {
	assert(p);
	p->a = NULL;
	p->capacity = p->top = 0;
}
// 入栈 
void StackPush(Stack* p, STDataType data){
	assert(p);
	//判断空间
	Exp(p);
	//入栈
	p->a[p->top] = data;
	//入栈后栈顶向上移动
	p->top++;
}
//出栈
void StackPop(Stack* p) {
	assert(p);
	assert(p->top > 0);//确保不为空

	//判断是否元素是否为0,避免越界 
	/*if (p->top == 0)
	{
		return;
	}*/
	p->top--;
}
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* p) {
	//判断是否为0
	if (p->top == 0)
	{
		return (STDataType)0;//由于返回类型是 STDataType，所以需要强制转换
	}
	return p->a[p->top - 1];
}
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* p) {
	return p->top;

}
//判空
bool StackEmpty(Stack* p) {
	// 使用逻辑非操作符(!)来检查栈顶指针(top)是否为0（即栈是否为空）
	// 如果top为0，说明栈中没有任何元素，因此栈是空的
	// 在C语言中，逻辑非操作符会将0转换为1（true），非0转换为0（false）
	// 所以当栈顶指针top为0时，!p->top的结果为true（非零值），表示栈为空
	// 反之，如果栈中有元素（top非0），则!p->top的结果为false（0），表示栈非空
	return !p->top;
}
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* p) {
	if (p->a)
	{
		free(p->a);
		p->a = NULL;
		p->capacity = p->top = 0;
	}
}

main.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"fun.h"
//
//int main1() {
//	Stack p;
//	STInit(&p);
//	StackPush(&p, 1);
//	StackPop(&p);
//	printf("%d\n", p.a[p.top]);
//	StackPush(&p, 2);
//	StackPop(&p);
//	printf("%d\n", p.a[p.top]);
//	StackPush(&p, 3);
//	StackPop(&p);
//	printf("%d\n", p.a[p.top]);
//	
//	
//}

int main() { 
	Stack s1;
	StackInit(&s1);
	StackPush(&s1, 1);
	StackPush(&s1, 2);
	printf("栈中元素个数：%d个\n", StackSize(&s1));
	while (!StackEmpty(&s1))
	{
		printf("%d\n", StackTop(&s1));
		StackPop(&s1);
	}
	printf("栈中元素个数：%d个", StackSize(&s1));
	StackDestroy(&s1);
}

这个数据结构比较简单，里面的很多方法，都是和顺序表差不多，不懂得铁铁可以去看一下我前面的博客

数据结构：顺序表-CSDN博客文章浏览阅读838次，点赞18次，收藏9次。数据是计算机科学中的基本概念，它代表了在计算机程序中处理的一切信息内容。https://blog.csdn.net/2302_78381559/article/details/137435691这边可能你还是不是很理解栈，我们可以试着做一道Leetcode的题，来感受一下栈