棧的實現與操作

棧的實現也有兩種方式：數組方式、和鏈表方式，我們前面知道表也是兩種方式，但是由於表經常要在表的中間刪除或插入數據，所以用數組實現不是一種很好的選擇，我們通常採用結點實現。但是在棧中，這種情況發生了變化，棧是一種LIFO性質的線性表，它不允許在中間插入數據。而且事先知道數據數量的應用場景也經常出現（如果不知道，那就用鏈表），所以我們下面將講解棧的鏈表和數組實現。

棧的鏈表實現

一、創建棧
這和創建一個單鏈表是一樣的，其實這裏所謂的棧就是一個鏈表只能在表頭插入與刪除操作，這裏我實現的是一個帶表頭的空棧。如下是創建完成後的結果。

Stack *Create_Stack(void)
{
    Stack *head;
    head = (Stack *)malloc(sizeof(Stack));
    if(head == NULL)
        exit(1);
    head->data = 0;
    head->next = NULL;
    return head;
}

二、判斷是否爲空棧

int Is_Empty(Stack *stack)
{
    return stack->next == NULL;
}

三、Push
下面是執行過程

void Push(Stack *stack, int data)
{
    Stack *pioneer;
    pioneer = (Stack *)malloc(sizeof(Stack));
    if(pioneer == NULL)
        exit(1);
    else{
        pioneer->data = data;
        pioneer->next = stack->next;
        stack->next = pioneer;
    }
}

四、Pop

void Pop(Stack *stack)
{
    Stack *pioneer;
    if(Is_Empty(stack))
        printf("Empty stack!!!");
    else {
        pioneer = stack->next;
        stack->next = stack->next->next;
        free(pioneer);
    }
}

五、Top

int Top(Stack *stack)
{
    if(!stack->next == NULL)
        return stack->next->data;
    else{
        printf("Empty stack!!!\n");
        return;
    }
}

棧的數組實現

一、創建棧
頭文件裏的內容

#ifndef STACK_ARRAY_H_INCLUDED
#define STACK_ARRAY_H_INCLUDED

typedef struct stack{
    int capacity;//棧的大小
    int top_of_stack;//棧頂的浮標用來定位
    int *array;//數組
}Stack;

#define MIN_STACK_SIZE 5

Stack *Create_Stack(int Max_element);
void Make_Stack_Empty(Stack *S);
int Is_Empty(Stack *S);
void Push(Stack *S, int data);
int Is_Full(Stack *S);
void Pop(Stack *S);
int Top(Stack *S);

#endif // STACK_ARRAY_H_INCLUDED

源文件中的內容

Stack *Create_Stack(int Max_element)
{
    Stack *s;
    if(Max_element < MIN_STACK_SIZE){
        printf("Stack size is too small.");
        exit(1);
    }

    s = (Stack *)malloc(sizeof(Stack));
    if(s == NULL){
        printf("Out of space !!");
        exit(1);
    }

    s->array = (int *)malloc(sizeof(int) * Max_element);
    if(s->array == NULL){
        printf("Out of space !!");
        exit(1);
    }
    s->capacity = Max_element;
    Make_Stack_Empty(s);
}

二、使棧爲空

void Make_Stack_Empty(Stack *S)
{
    S->top_of_stack = -1;
}

三、判斷棧是否爲空

int Is_Empty(Stack *S)
{
    return S->top_of_stack == -1;
}

四、判斷棧是否滿

int Is_Full(Stack *S)
{
    return S->top_of_stack == (S->capacity - 1);
}

五、Push

void Push(Stack *S, int data)
{
    if(Is_Full(S))
        printf("Full stack !!");
    else
        S->array[++S->top_of_stack] = data;

}

六、Pop

void Pop(Stack *S)
{
    if(Is_Empty(S))
        printf("Empty stack !!");
    else
        S->top_of_stack--;
}

七、Top

int Top(Stack *S)
{
    if(Is_Empty(S))
        printf("Empty stack !!!");
    else
        return S->array[S->top_of_stack];
}