栈
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。
结构
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。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。
栈的基本操作
定义栈的结构
//定义栈的结构
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* arr;int capacity; //栈的空间大小int top; //栈顶
}ST;
栈的初始化
void STInit(ST* ps);
栈的销毁
void STDestroy(ST* ps);
入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x);
出栈
void STPop(ST* ps);
取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps);
获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* ps);
判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* ps);
完整代码
Stack.h
#pragma once#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>//定义栈的结构
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* arr;int capacity; //栈的空间大小int top; //栈顶
}ST;void STInit(ST* ps);
void STDestroy(ST* ps);//栈顶---入数据、出数据
void StackPush(ST* ps, STDataType x);
void StackPop(ST* ps);//取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps);bool StackEmpty(ST* ps);//获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* ps);
Stack.c
#include"Stack.h"void STInit(ST* ps)
{assert(ps);ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->top = 0;
}void STDestroy(ST* ps)
{assert(ps);if (ps->arr)free(ps->arr);ps->arr = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);//1.判断空间是否足够if (ps->capacity == ps->top){int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail!");exit(1);}ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}//空间足够ps->arr[ps->top++] = x;
}
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}
void StackPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));--ps->top;
}//取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];
}//获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}
test.c
#include"Stack.h"void STTest()
{ST st;STInit(&st);//StackPush(&st, 1);StackPush(&st, 2);StackPush(&st, 3);StackPush(&st, 4);printf("size: %d\n", STSize(&st));//4//StackPush(&st, 5);//StackPop(&st);//循环出栈,直到栈为空while (!StackEmpty(&st)){STDataType data = StackTop(&st);printf("%d ", data);//出栈StackPop(&st);}printf("size: %d\n", STSize(&st));//0///STDestroy(&st);
}int main()
{STTest();return 0;
}
栈的练习题
习题1
解析 :
B正确:顺序表和链表都可以用来实现栈,不过一般都使用顺序表,因为栈想当于是阉割版的顺序表,只用到了顺序表的尾插和尾删操作,顺序表的尾插和尾删不需要搬移元素效率非常高,故一般都是使用顺序表实现
习题2
解析:
此题在校招选择题中出现较频繁,稳妥的做法是画图逐个选项检测,大概率是不会出错的。如果是E先出,说明ABCDE都已经全部入栈,E出栈之后,此时栈顶元素是D,如果再要出栈应该是D,而不应该是C。故答案应该选择D
习题3
解析:
A错误,如果是链栈,一般需要进行头插或者头删操作,而顺序栈一般进行尾插和尾删操作,链表的操作比顺序表复杂,因此使用顺序结构实现栈更简单
B错误,原因参考A
C正确,链式结构实现栈时,每次入栈相当于链表中头插一个节点,没有扩容一说