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引言

        动态模拟实现栈的各个接口

一、栈的概念与结构

        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（LastInFirstOut）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。 

栈底层结构选型

        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。而且与链表的结构体相比，数组所占内存的较小。 

 二、栈的模拟实现

因为栈是用动态数组来模拟实现的，所以顺序表要是会的话，这个是很简单的

分三个文件来写：以代码注释为主

test.c //测试文件，测试栈的接口是否正确
Stack.h //实现栈所需要的所有的头文件（核心）
Stack.c //实现栈各个接口的代码（核心）

1、在Stack.h中定义栈的结构：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>typedef int STDataType;  //取别名，方便以后修改数据类型typedef struct Stack
{STDataType* arr;   //数组int top;           //栈的有效元素个数int capacity;      //栈的总大小
}ST;                   //取别名，方便下面代码的书写

2、栈的初始化、入栈

//初始化
void StackInit(ST* ps)
{ps->arr = NULL;      //先将数组指针设置为NULLps->top = ps->capacity = 0; //都是0
}//入栈 -- 栈顶入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);if (ps->top == ps->capacity) //空间不够先增容{int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity; //以二倍方式扩容STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail!");exit(1);}ps->arr = tmp;  //将扩容后的地址给Stack的arrps->capacity = newCapacity;  //修改空间大小;}ps->arr[ps->top++] = x; //赋值
}

3、判断栈是否为空、出栈操作

//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}//出栈 -- 栈顶出栈
void StackPop(ST* ps)
{assert(!StackEmpty(ps));--ps->top;  //将栈顶减一
}

4、取栈顶元素（不出栈）、获取栈中有效元素个数

//取栈顶元素（不出栈）
STDataType StackTop(ST* ps)
{assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];
}
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps)
{return ps->top;
}

5、销毁栈 

//摧毁
void StackDestory(ST* ps)
{if (ps->arr)free(ps->arr);ps->arr = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}

3、所有代码：

Stack.h中的代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>typedef int STDataType;  //取别名，方便以后修改数据类型typedef struct Stack
{STDataType* arr;   //数组int top;           //栈的有效元素个数int capacity;      //栈的总大小
}ST;                   //取别名，方便下面代码的书写//初始化
void StackInit(ST* ps);//摧毁
void StackDestroy(ST* ps);//入栈 -- 栈顶入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x);//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);//出栈 -- 栈顶出栈
void StackPop(ST* ps);//取栈顶元素（不出栈）
STDataType StackTop(ST* ps);//获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps);

Stack.c文件中的代码：

#include"Stack.h"//初始化
void StackInit(ST* ps)
{ps->arr = NULL;      //先将数组指针设置为NULLps->top = ps->capacity = 0; //都是0
}//入栈 -- 栈顶入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);if (ps->top == ps->capacity) //空间不够先增容{int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity; //以二倍方式扩容STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail!");exit(1);}ps->arr = tmp;  //将扩容后的地址给Stack的arrps->capacity = newCapacity;  //修改空间大小;}ps->arr[ps->top++] = x; //赋值
}//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}//出栈 -- 栈顶出栈
void StackPop(ST* ps)
{assert(!StackEmpty(ps));--ps->top;  //将栈顶减一
}//取栈顶元素（不出栈）
STDataType StackTop(ST* ps)
{assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];
}
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps)
{return ps->top;
}//摧毁
void StackDestory(ST* ps)
{if (ps->arr)free(ps->arr);ps->arr = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}

test.c文件中的代码：

#include"Stack.h"int main()
{ST st;StackInit(&st);StackPush(&st, 1);StackPush(&st, 2);StackPush(&st, 3);StackPush(&st, 4);StackPop(&st);StackPop(&st);int size = StackSize(&st);printf("%d ", size);while (!StackEmpty(&st)){StackPop(&st);size = StackSize(&st);printf("%d ", size);}return 0;
}