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栈的基本概念
栈是一种特殊的线性表#xff0c;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称为栈顶#xff0c;另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO#xff08;Last In First Out#xff09;的原则。
压栈#xff1a;栈的…栈
栈的基本概念
栈是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称为栈顶另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFOLast In First Out的原则。
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。 出栈和入栈的操作如下 他们都只能从栈顶进行出栈和进栈操作所以栈要遵守先进后出的原则 栈的先进先出原则如下
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。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。所以我们在这里选择用数组来实现栈。 数组栈的结构图 下面我们就用数组来是具体实现栈的增删查改等操作 头文件如下
#includestdio.h
#includeassert.h
#includectype.h
#includestdlib.h
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* a;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
int StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);创建栈
首先我们在这里将int作为本次栈的数据类型 我们还要定义一个结构体里面有数组栈顶元素的下标的1和栈的容量栈里面的最多元素个数
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top; // int capacity; //
}Stack;栈的初始化
栈的初始化就比较简单了直接将top和容量置为0并且把数组置为空
void StackInit(Stack* ps)
{assert(ps);ps-top 0;ps-capacity 0;ps-a NULL;
}栈的销毁
栈的销毁同样很简单将数组free掉防止出现野指针同时置空然后容量和栈顶元素下标置为0
void StackDestroy(Stack* ps)
{assert(ps);free(ps-a);ps-a NULL;ps-capacity 0;ps-top 0;
}判断栈是否为空
在后面的增删查改等操作我们需要断言为了增加代码的可读性我们直接写一个函数 更加容易理解如果栈顶元素下标为0那么这个栈就为空 所以直接return top等于 0这个表达式的值为空则返回 1不为空则返回0
int StackEmpty(Stack* ps)
{assert(ps);return ps-top 0;
}数据进栈
数据进栈是从栈顶入我们首先要判断这个 栈是否已满如果满了的话那么栈顶的下标就和容量相等对于top和capacity的不理解的可以看这个图top的意思如下图 当capacity和top相等时其实是有两种情况的一种时为空另一种是栈满我们在这里就用一个三目操作符如果为0就将capacity初始化为4否则将capacity的原来的值乘2然后动态开辟realloc一块新的空间大小就是newcapacity这样我们就完成了扩容 然后我们将新空间temp给数组a 最后直接把插入的数据data给a[top]同时top
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{if (ps-top ps-capacity){int newcapacity ps-capacity 0 ? 4 : ps-capacity * 2;STDataType* temp (STDataType*)realloc(ps-a, newcapacity * sizeof(STDataType));if (temp NULL){perror(realloc);return;}ps-capacity newcapacity;ps-a temp;}ps-a[ps-top] data;ps-top;
}数据出栈
出栈及其简单直接先判断栈是否为空然后将top–即可
void StackPop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));ps-top--;
}获取栈顶元素
栈顶元素的下标其实就是top-1所以直接返回a[top-1]
STDataType StackTop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));return ps-a[ps-top - 1];
}获取栈内的元素个数
栈内元素个数就是top的值栈为空top为0
int StackSize(Stack* ps)
{assert(ps);return ps-top;
}栈的实现就完成了完整代码如下
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top; // ջint capacity; //
}Stack;void StackInit(Stack* ps)
{assert(ps);ps-top 0;ps-capacity 0;ps-a NULL;
}void StackDestroy(Stack* ps)
{assert(ps);free(ps-a);ps-a NULL;ps-capacity 0;ps-top 0;
}int StackEmpty(Stack* ps)
{assert(ps);return ps-top 0;
}void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{if (ps-top ps-capacity){int newcapacity ps-capacity 0 ? 4 : ps-capacity * 2;STDataType* temp (STDataType*)realloc(ps-a, newcapacity * sizeof(STDataType));if (temp NULL){perror(realloc);return;}ps-capacity newcapacity;ps-a temp;}ps-a[ps-top] data;ps-top;
}void StackPop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));ps-top--;
}STDataType StackTop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));return ps-a[ps-top - 1];
}int StackSize(Stack* ps)
{assert(ps);return ps-top;
}队列
栈的基本概念
队列只允许在一端进行插入数据操作在另一端进行删除数据操作的特殊线性表队列具有先进先出FIFO(First In First Out) 入队列进行插入操作的一端称为队尾 出队列进行删除操作的一端称为队头
队列的实现
队列也可以数组和链表的结构实现使用链表的结构实现更优一些因为如果使用数组的结构出队列在数组头上出数据效率会比较低。 这里我们就用列表的结构来实现队列 头文件如下 注意这里我们定义了两个结构体第一个结构体其实只是链表的结构里面有一个next一个data第二个则是队列的结构一个队头出数据指针一个队尾指针进数据还有一个队列的大小
#includestdio.h
#includestdlib.h
#includeassert.h
#includectype.h// 链式结构表示队列
typedef int QDataType;typedef struct QListNode
{struct QListNode* next;QDataType data;
}QNode;// 队列的结构
typedef struct Queue
{QDataType size;QNode* front;QNode* rear;
}Queue;// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空如果为空返回非零结果如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);队列的初始化
初始目前以及是熟能生巧了很简单size置为0头尾指针置为空即可
void QueueInit(Queue* q)
{assert(q);q-size 0;q-front q-rear NULL;
}队列的销毁
队列的销毁我们需要花点功夫理解一下 因为队列有多个节点全部都要free掉 不然就可能会出现野指针的问题所以我们在这里用一个while循环将cur置为头指针将next置为cur的next这样当前cur的next就不会丢失。首先我们把cur给free掉然后将cur置为next继续操作直到cur为空然后将front和rear置为空size置为0即可。
void QueueDestroy(Queue* q)
{assert(q);QNode* cur q-front;while (cur){QNode* next cur-next;free(cur);cur next;}q-front q-rear NULL;q-size 0;
}判断队列是否为空
和栈一样提高代码的可读性如果size0其实队列就为空但是头尾指针都为空时也可以为空时返回1不为空时返回0
int QueueEmpty(Queue* q)
{assert(q);return q-front NULL q-rear NULL;/*return q-size 0;*/
}队列数据插入
要插入一个数据我们首先要做的就是开辟有一个新的链表节点然后将他的next置为空data置为你要插入的数据 插入数据分为两种情况链表为空和不为空 链表为空时直接将front和rear置为新节点newnode同时size 链表不为空时就将front的next置为newnoderear置为newnode同时size
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{assert(q);QNode* newnode (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode NULL){perror(malloc);return;}newnode-data data;newnode-next NULL;if (q-rear NULL){assert(q-front NULL);q-front q-rear newnode;}else{q-rear-next newnode;q-rear newnode;}q-size;
}队列数据删除
队列的删除我们就要判断队列是否为空为空就不能删除了 同样的有两种情况 链表只有一个节点时直接将头尾指针都置为空即可size– 链表有多个节点时就将front的next置为frontsize–
void QueuePop(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));if (q-rear q-front){free(q-front);q-front q-rear NULL;}else{QNode* next q-front-next;free(q-front);q-front next;}q-size--;
}获取队头数据
获取队头的元素 直接返回头指针的data即可
QDataType QueueFront(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));return q-front-data;
}获取队尾数据
获取队尾元素 同样简单直接返回rear的data即可
QDataType QueueBack(Queue* q)
{assert(q);return q-rear-data;
}求队列元素个数
直接返回size的值即可
int QueueSize(Queue* q)
{assert(q);return q-size;
}队列的实现就完成了 完整代码如下
void QueueInit(Queue* q)
{assert(q);q-size 0;q-front q-rear NULL;
}void QueueDestroy(Queue* q)
{assert(q);QNode* cur q-front;while (cur){QNode* next cur-next;free(cur);cur next;}q-front q-rear NULL;q-size 0;
}int QueueEmpty(Queue* q)
{assert(q);return q-front NULL q-rear NULL;/*return q-size 0;*/
}void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{assert(q);QNode* newnode (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode NULL){perror(malloc);return;}newnode-data data;newnode-next NULL;if (q-rear NULL){assert(q-front NULL);q-front q-rear newnode;}else{q-rear-next newnode;q-rear newnode;}q-size;
}void QueuePop(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));//һڵʱif (q-rear q-front){free(q-front);q-front q-rear NULL;}//ڵelse{QNode* next q-front-next;free(q-front);q-front next;}q-size--;
}QDataType QueueFront(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));return q-front-data;
}QDataType QueueBack(Queue* q)
{assert(q);return q-rear-data;
}int QueueSize(Queue* q)
{assert(q);return q-size;
}好了今天的分享到这里就结束了谢谢大家的支持
