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🚀 作者简介：一名在后端领域学习，并渴望能够学有所成的追梦人。
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🔥 系列专栏：🛹初出茅庐C语言、🛴数据结构
📕 学习格言：博观而约取，厚积而薄发
🌹 欢迎进来的小伙伴，如果小伙伴们在学习的过程中，发现有需要纠正的地方，烦请指正，希望能够与诸君一同成长！ 🌹

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一、栈的概念

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：栈的插入操作叫做压栈/入栈/进栈，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。
以1、2、3、4为例的入栈操作和出栈操作演示过程如下所示：

二、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。用动态数组实现时唯一的缺陷就是需要扩容；也可以使用单链表实现，单链表的头插头删更方便，所以单链表的头可以当作栈顶，单链表的尾可以当作栈底。本篇文章采用的是动态开辟的数组实现对栈的基本操作。

1.初始化栈

void StackInit(ST* ps)//初始化栈
{assert(ps);//避免传过来的地址为空STDataType* tmp = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType*)*4);if (tmp == NULL){perror("malloc");exit(-1);}ps->arr = tmp;ps->top = 0;ps->capacity = 4;
}

初始化栈时必须要断言，避免穿过来的指针为空，同时也避免了当定义变量为ST* st=NULL; 对其进行初识化StackInit(st)这种情况的发生。top初始化为0，表示指向栈顶元素的下一个位置，也可以表示栈中的元素个数；top初始化为-1，表示指向栈顶元素。

2.压栈

void StackPush(ST* ps, STDataType x)//压栈
{assert(ps);if (ps->capacity == ps->top){STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, sizeof(STDataType*) * 2 * ps->capacity);if (tmp == NULL){perror("realloc");exit(-1);}ps->arr = tmp;ps->capacity = 2 * ps->capacity;}ps->arr[ps->top] = x;ps->top++;
}

压栈时要检查数组是否已满，是否需要对其进行扩容。

3.出栈

void StackPop(ST* ps)//出栈
{assert(ps);assert(ps->top > 0); //可以使用 assert(!StackEmpty);ps->top--;
}

对其进行出栈操作时要判断栈是否为空。

4.打印栈中元素

void StackPrint(ST* ps)//打印栈中元素
{int i = 0;for (i = 0; i < ps->top; i++){printf("%d ", ps->arr[i]);}printf("\n");
}

5.判断栈是否为空

bool StackEmpty(ST* ps)//判断是否为空
{assert(ps);if (ps->top == 0)return true;return false;//也可以直接使用return ps->top == 0;
}

6.返回栈顶元素

STDataType StackTop(ST* ps)//返回栈顶元素
{assert(ps);assert(ps->top > 0);//可以使用 assert(!StackEmpty);assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];
}

初始化时ps->top=0，指向的是栈顶元素的下一个位置，所以返回栈顶元素的时候，要对其进行减操作。

7.统计栈中元素个数

int StackSize(ST* ps)//统计栈中元素个数
{assert(ps);return ps->top;
}

初始化时ps->top=0，既表示栈顶元素的下一个位置，也可以表示栈中元素个数。

三、测试代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack {STDataType* arr;int top;int capacity;
}ST;
void StackInit(ST* ps)//初始化栈
{assert(ps);//避免传过来的地址为空STDataType* tmp = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType*) * 4);if (tmp == NULL){perror("malloc");exit(-1);}ps->arr = tmp;ps->top = 0;ps->capacity = 4;
}
void StackDestroy(ST* ps)//销毁栈
{assert(ps);free(ps->arr);ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->top = 0;
}
void StackPush(ST* ps, STDataType x)//压栈
{assert(ps);if (ps->capacity == ps->top){STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, sizeof(STDataType*) * 2 * ps->capacity);if (tmp == NULL){perror("realloc");exit(-1);}ps->arr = tmp;ps->capacity = 2 * ps->capacity;}ps->arr[ps->top] = x;ps->top++;
}
void StackPrint(ST* ps)//打印栈中元素
{int i = 0;for (i = 0; i < ps->top; i++){printf("%d ", ps->arr[i]);}printf("\n");
}
void StackPop(ST* ps)//出栈
{assert(ps);assert(ps->top > 0); //可以使用 assert(!StackEmpty);ps->top--;
}
bool StackEmpty(ST* ps)//判断是否为空
{assert(ps);if (ps->top == 0)return true;return false;//也可以直接使用return ps->top == 0;
}
STDataType StackTop(ST* ps)//返回栈顶元素
{assert(ps);assert(ps->top > 0);//可以使用 assert(!StackEmpty);assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];
}int StackSize(ST* ps)//统计栈中元素个数
{assert(ps);return ps->top;
}
void TestStack()
{ST st;StackInit(&st);StackPush(&st, 1);StackPush(&st, 2);StackPush(&st, 3);StackPush(&st, 4);StackPush(&st, 5);StackPush(&st, 6);StackPrint(&st);StackPop(&st);StackPop(&st);StackPop(&st);StackPop(&st);StackPrint(&st);if (!StackEmpty(&st))printf("栈顶元素:%d\n栈中总的元素个数:%d\n", StackTop(&st),StackSize(&st));StackDestroy(&st);
}
int main()
{TestStack();return 0;
}