C语言 栈（顺序栈）

栈

栈是一种运算受限的线性表，是一种先进后出的数据结构，限定只能在一端进行插入和删除操作，允许操作的一端称为栈顶，不允许操作的称为栈底

顺序栈（顺序结构）

顺序栈：用一段连续的存储空间来存储栈中的数据元素，比较常见的是用数组来实现顺序栈

顺序存储结构：1.元素所占的存储空间必须连续（这里的连续是指的逻辑连续，而不是物理连续）

　　　　　　　2.元素在存储空间的位置是按逻辑顺序存放的

 
顺序栈的实现一般包括如下部分

代码声明部分

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 5    /* 栈最大容量 */
#define Empty 0        /* 空 */
#define Full 1        /* 满 */
#define Avail -1    /* 可用 */

typedef struct sta
{
    int *top;            /* 栈顶指针 */
    int *bottom;        /* 栈底指针 */
    int stack_size;        /* 栈的最大容量 */
}stack;
stack Push (stack p);        /* 入栈 */
void DisplyStack (stack p);    /* 遍历栈中元素 */
stack Pop (stack p);        /* 出栈 */
stack InitStack (stack p);    /* 初始化栈 */
int StackEmpty (stack p);    /* 判断栈是否为空 */
int StackFull (stack p);    /* 判断栈是否为满 */

一、栈的声明

第一种：

1 typedef struct sta
2 {
3    int stack[SIZE];    /* 存放栈中元素的一维数组 */
4    int top;            /* 存放栈顶元素的下标 */
5 }stack;

（这里只用了一个top来指向栈顶的位置，也可以用两个变量base、top来分别指向栈空间栈底位置和栈顶位置）

第二种：（本篇随笔是使用的第二种声明方式）

1 typedef struct sta
2 {
3    int *top;            /* 栈顶指针 */
4    int *bottom;        /* 栈底指针 */
5    int stack_size;        /* 栈的最大容量 */
6 }stack;

二、栈的初始化

/* Function：栈的初始化 */
stack InitStack (stack p)
{
    p.bottom = (int *)malloc(p.stack_size * sizeof(int));
    if (p.bottom == NULL)
    {
        printf("初始化栈失败\n");
        exit(0);
    }
    p.top = p.bottom;
    p.stack_size = MAX_SIZE;

    return p;
}

三、入栈（压栈）

/* Function：入栈 */
stack Push (stack p)
{
    int data;
    if (StackFull(p) == Full)
    {
        printf("栈空间已满，无法入栈");
        return p;
    }
    printf("Please input data");
    scanf("%d", &data);
    *p.top = data;
    p.top++;

    return p;
}

四、出栈

/* Function：出栈 */
stack Pop (stack p)
{
    if (StackEmpty(p) == Empty)
    {
        printf("栈为空栈，无法出栈 ");
        return p;
    }
    p.top--;
    printf("出栈元素为：%d\n", *p.top);

    return p;
}

（栈顶指针指向的位置是栈顶指针的后一个元素，所以在出栈时需要p.top--，才能指向出栈的元素）

五、判断栈是否为空

/* Function：判断栈是否为空 */
int StackEmpty (stack p)
{
    if (p.top == p.bottom)
    {
        return Empty;
    }
    else
    {
        return Avail;
    }
}

六、判断栈是否为满

/* Function：判断栈是否为满 */
int StackFull (stack p)
{
    if (p.top - p.bottom == p.stack_size)
    {
        return Full;
    }
    else
    {
        return Avail;
    }
}

七、遍历栈中的元素

/* Function：遍历栈中元素，从栈顶到栈底*/
void DisplyStack (stack p)
{
    if (StackEmpty(p) == Empty)
    {
        printf("栈为空栈，无法遍历\n");
        return;
    }
    printf("栈中元素为：");
    printf("顶端[");
    while (p.top != p.bottom)
    {
        p.top--;
        printf("%d-", *p.top);
    }
    printf("]底端\n");
}

顺序栈实现--完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 5    /* 栈最大容量 */
#define Empty 0        /* 空 */
#define Full 1        /* 满 */
#define Avail -1    /* 可用 */

typedef struct sta
{
    int *top;            /* 栈顶指针 */
    int *bottom;        /* 栈底指针 */
    int stack_size;        /* 栈的最大容量 */
}stack;
stack Push (stack p);        /* 入栈 */
void DisplyStack (stack p);    /* 遍历栈中元素 */
stack Pop (stack p);        /* 出栈 */
stack InitStack (stack p);    /* 初始化栈 */
int StackEmpty (stack p);    /* 判断栈是否为空 */
int StackFull (stack p);    /* 判断栈是否为满 */

int main()
{
    stack p;
    char ch;
   
    p.stack_size = MAX_SIZE;
    p = InitStack (p);    /* 初始化栈 */
    printf("Do you want to push to stack?(Y/N)");
    scanf(" %c", &ch);
    while (ch == 'Y' || ch == 'y')
    {
        p = Push (p);    /* 入栈 */
        DisplyStack (p);/* 打印栈中元素 */
        printf("Do you want to push to stack?(Y/N)");
        scanf(" %c", &ch);
    }
    printf("Do you want to pop (Y/N)");
    scanf(" %c", &ch);
    while (ch == 'Y' || ch == 'y')
    {
        p = Pop (p);
        DisplyStack (p);
        printf("Do you want to pop (Y/N)");
        scanf(" %c", &ch);
    }

    return 0;
}
/* Function：判断栈是否为空 */
int StackEmpty (stack p)
{
    if (p.top == p.bottom)
    {
        return Empty;
    }
    else
    {
        return Avail;
    }
}
/* Function：判断栈是否为满 */
int StackFull (stack p)
{
    if (p.top - p.bottom == p.stack_size)
    {
        return Full;
    }
    else
    {
        return Avail;
    }
}
/* Function：入栈 */
stack Push (stack p)
{
    int data;
    if (StackFull(p) == Full)
    {
        printf("栈空间已满，无法入栈");
        return p;
    }
    printf("Please input data");
    scanf("%d", &data);
    *p.top = data;
    p.top++;

    return p;
}
/* Function：出栈 */
stack Pop (stack p)
{
    if (StackEmpty(p) == Empty)
    {
        printf("栈为空栈，无法出栈 ");
        return p;
    }
    p.top--;
    printf("出栈元素为：%d\n", *p.top);

    return p;
}
/* Function：栈的初始化 */
stack InitStack (stack p)
{
    p.bottom = (int *)malloc(p.stack_size * sizeof(int));
    if (p.bottom == NULL)
    {
        printf("初始化栈失败\n");
        exit(0);
    }
    p.top = p.bottom;
    p.stack_size = MAX_SIZE;

    return p;
}
/* Function：遍历栈中元素，从栈顶到栈底*/
void DisplyStack (stack p)
{
    if (StackEmpty(p) == Empty)
    {
        printf("栈为空栈，无法遍历\n");
        return;
    }
    printf("栈中元素为：");
    printf("顶端[");
    while (p.top != p.bottom)
    {
        p.top--;
        printf("%d-", *p.top);
    }
    printf("]底端\n");
}

栈顶指针的指向有两种方式，一种是指向栈顶元素的后一元素（本文使用的就是这种），另一种是指向栈顶元素，两者在判断栈为空和满的条件、入栈、出栈时栈顶指针的移动有一些差异。