初识栈和队列/栈和队列的实现

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一. 栈的实现

1.1 栈的概念及结构 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 （ Last 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 。

学习目标:   用数组结构来实现栈

#include
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// 支持动态增长的栈
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);

#对栈结构体的分析 

typedef struct Stack
{STDataType* _a;//用数组来存储数据，int _top;		// —top表示栈顶元素的下一个位置，其值比栈顶元素下标大一int _capacity;  // 容量 
}Stack;

1.对栈完成初始化 void StackInit(Stack* ps);

void StackInit(Stack* ps) {assert(ps);ps->_a = NULL;ps->_capacity = 0;ps->_top = 0;
}

2.入栈操作的实现 

void StackPush(Stack* ps, STDataType data) {assert(ps);if (ps->_capacity == ps->_top) {ps->_capacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->_capacity;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a, sizeof(STDataType) * ps->_capacity);if (tmp == NULL) {perror("realloc fail");exit(-1);}ps->_a = tmp;}ps->_a[ps->_top] = data;ps->_top++;
}

3.出栈操作的实现 

void StackPop(Stack* ps) {assert(ps);assert(ps->_top > 0);ps->_top--;
}

4. 获取栈顶元素

STDataType StackTop(Stack* ps) {assert(ps);assert(ps->_top > 0);return ps->_a[ps->_top-1];
}

5. 获取栈中有效元素个数

int StackSize(Stack* ps) {assert(ps);return ps->_top;
}

6. 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) {assert(ps);return ！ps->_top;
}

7.栈的销毁 

void StackDestroy(Stack* ps) {assert(ps);free(ps->_a);//free空指针会怎么样？看上传的代码ps->_a = NULL;ps->_capacity = ps->_top = 0;
}

 二.队列的实现

2.1 队列的概念及结构 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

学习目标： 用链式结构来实现队列

typedef int QDataType;
// 链式结构：表示队列 
typedef struct QListNode
{struct QListNode* _next;QDataType _data;
}QNode;// 队列的结构 
typedef struct Queue
{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);

 1.初始化队列

void QueueInit(Queue* q) {assert(q);q->_front = q->_rear = NULL;
}

2.队尾入队列 

void QueuePush(Queue* q, QDataType data) {assert(q);QNode* next = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));next->_data = data;next->_next = NULL;if (q->_front == NULL) {q->_front = q->_rear = next;}else {q->_rear->_next = next;q->_rear = next;}
}

3. 队头出队列

void QueuePop(Queue* q) {assert(q);assert(q->_front != NULL);if (q->_front->_next == NULL) {free(q->_front);q->_front = q->_rear = NULL;}else {QNode* tmp = q->_front->_next;free(q->_front);q->_front = tmp;}
}

4.获取队列头部元素，即head处元素 

QDataType QueueFront(Queue* q) {assert(q);return q->_front->_data;
}

5. 获取队列尾部元素

QDataType QueueBack(Queue* q) {assert(q);return q->_rear->_data;
}

6. 获取队列中有效元素的个数 

int QueueSize(Queue* q) {assert(q);int x = 0;QNode* cur = q->_front;while (cur != NULL) {x++;cur = cur->_next;}return x;
}

7. 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) {assert(q);return q->_front == NULL;
}

8. 销毁队列

void QueueDestroy(Queue* q) {assert(q);while (q->_front!= NULL) {QueuePop(q);}
}

 人会后悔的只有一事，便是活的不够勇敢。 —— 特德·休斯

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