探索栈数据结构：深入了解其实用与实现（c语言实现栈）

上次结束了链表部分的内容：链接未来：深入理解链表数据结构（二.c语言实现带头双向循环链表）

然而，当我们涉及特定问题时，另一个非常有用的数据结构也开始显得至关重要——栈

栈与链表有着截然不同的特性，它采用一种后进先出（LIFO）的策略，这意味着最后进入栈的元素将首先被取出。这样的特性赋予了栈在特定场景下独特的价值和功能
源码可以去我的gitee：Nero的gitee

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1.栈的概念和结构

栈：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

压栈(push)：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶

出栈(pop)：栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶

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2.栈的实现

栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更优一些。栈只在一端进行插入和删除，选择数组尾端非常契合。

2.1项目文件规划

• • 头文件Stack.h:用来基础准备（常量定义，typedef），链表表的基本框架，函数的声明
  • 源文件Stack.h:用来各种功能函数的具体实现
  • 源文件test.c:用来测试功能是否有问题，进行基本功能的使用

2.2基本结构及各功能（Stack.h）

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>

typedef int STDataType;

typedef struct Stack
{
	int* a;
	int top;		// 标识栈顶位置的
	int capacity;   //栈的容量
}ST;

void STInit(ST* ps);//初始化
void STDestroy(ST* ps);//销毁

void STPush(ST* ps, STDataType x);// 栈顶插入
void STPop(ST* ps);// 栈顶删除

STDataType STTop(ST* ps);//返回栈顶元素

bool STEmpty(ST* ps);//判断栈是否为空

int STSize(ST* ps);//栈中元素数量

2.3各功能具体实现

初始化

void STInit(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->top = -1;//我选择了-1
	ps->capacity = 0;
}

top用来标记栈顶位置，那一开始初始化为多少合适：

1. 初始化为**-1**：指向塔顶元素。因为底层用数组来实现，那第一个元素下标为0，一开始无元素为-1，有了第一个元素加上1变成0，完全符合。
2. 初始化为0：指向塔顶元素的下一个位置。道理同上，但是总是比塔顶元素下标大1

插入

void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->capacity == ps->top + 1)//判断有没有满
	{
		int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
		STDataType* new = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(ST) * newCapacity);
		assert(new);
		ps->a = new;
		ps->capacity = newCapacity;
	}
	ps->top++;
	ps->a[ps->top] = x;
}

1. 代码确保传入的栈指针 ps 是有效的。然后，它检查栈是否已满。当栈满时，需要扩展栈的容量

2. 栈的 top 指针增加，表示栈顶位置上移一个单位。最后，要推入栈的元素 x 被放入栈顶位置

   ps->a[ps->top]

删除

void STPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top >= 0);//确保不为空
	ps->top--;
}

返回栈顶元素

STDataType STTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top >= 0);
	return ps->a[ps->top];
}

是否为空

bool STEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == -1;
}

元素数量

int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top + 1;
}

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大家一般都是：栈和队列，栈和队列，（二者放在一起）马上就到队列的知识梳理了。
感谢大家支持！！！