数据结构——栈（C语言）

• 算法结构

需求：无

栈的概念：

  • 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，另一端为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出（LIFO）原则。
  • 压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。
  • 出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。

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 栈的图示：

  • 栈的实现一般可以使用数组和链表实现，相对而言数组结构实现更优一些。因为尾插时代价小很多。（不用遍历）

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栈的判空：

栈的判空有二种实现方式，一种是top赋为0，一种是top赋为-1。区别：是top为0的时候，是先赋值再++，top为-1的时候相反。a9a0d74436864a2a8aa6232f4a0b752b.png

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 栈的应用场景：

  • 函数的调用：操作系统会给每一个线程分配一个独立的内存空间，每一个内存空间其实就是一个栈结构，它会将临时标量，参数等等放到栈中，当栈执行完的时候，就会将最近的一个栈帧出栈。
  • 括号匹配，判断括号是否匹配，例如（[]），[（{}）]

下面是源码：

void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

void StackPush(Stack* ps, STDateType x)
{
	assert(ps);

	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDateType* tmp = (STDateType*)realloc(ps->a, sizeof(STDateType) * newcapacity);
		
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}

		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}

	ps->a[ps->top] = x;
	++ps->top;
}

void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);

	--ps->top;
}

STDateType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);

	return ps->a[ps->top - 1];
}

int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top;
}

bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	return (ps->top == 0);
}

void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}

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