数据结构--栈和队列

目录

一、栈的实现

1、栈

2、实现栈

二、队列的实现

1、队列

2、实现队列

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一、栈的实现

1、栈

栈是一种特殊的线性表，它只允许在固定的一段进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除的一端称为栈顶，另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出的原则。

压栈：栈的插入操作叫做压栈，插入的数据存放在栈顶。

出栈：栈的删除操作叫做出战，删除数据也是从栈顶开始删除。

2、实现栈

栈的实现可以使用数组也可以使用链表，相对而言数组更为合适。

首先便是创建一个以数组为底层的栈（栈的形式与顺序表相似，因为它们都是以数组为底层逻辑的）。

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* arr;int top;		// 栈顶int capacity;  // 容量 
}Stack;

接下来就是对栈的初始化以及增删改查操作。

// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps)
{assert(ps);ps->arr = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}
// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{assert(ps);if (ps->capacity == ps->top){int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * sizeof(STDataType);STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newcapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc");exit(1);}ps->arr = tmp;ps->capacity = newcapacity;}ps->arr[ps->top++] = data;
}
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(StackEmpty(ps));--ps->top;
}
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps)
{assert(ps);assert(StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];
}
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}
// 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)
{if (ps->top == 0){return 0;}return -1;
}
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps)
{assert(ps);if(ps->arr)free(ps->arr);ps->arr = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}

二、队列的实现

1、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，对列具有先入先出的特性。

2、实现队列

队列可以使用数组和链表的结构实现，相对来说使用链表会更优。

首先创建用于队列实现的两个结构体，分别是队列的数据域和指针域，以及分别指向队列的头和尾的指针。

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
{//指向队头的指针QNode* head;//指向队尾的指针QNode* tail;//有效数据个数int size;
}Queue;

// 初始化队列 
void QueueInit(Queue* q)
{assert(q);q->head = q->tail = NULL;q->size = 0;
}
// 队尾入队列 
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{assert(q);QNode* Node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (Node == NULL){perror("malloc");exit(1);}Node->data = data;Node->next = NULL;//只有一个节点的情况if (q->head == NULL){q->head = q->tail = Node;}else{q->tail->next = Node;q->tail = Node;}q->size++;
}
// 队头出队列 
void QueuePop(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));QNode* Next = q->head->next;free(q->head);q->head = Next;q->size--;
}
// 获取队列头部元素 
QDataType QueueFront(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));return q->head->data;
}
// 获取队列队尾元素 
QDataType QueueBack(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));return q->tail->data;
}
// 获取队列中有效元素个数 
int QueueSize(Queue* q)
{assert(q);return q->size;
}
// 检测队列是否为空，如果为空返回true，如果非空返回false
bool QueueEmpty(Queue* q)
{assert(q);return q->head == NULL && q->tail == NULL;
}
// 销毁队列 
void QueueDestroy(Queue* q)
{assert(q);assert(!QueueEmpty(q));QNode* pcur = q->head;while (pcur){QNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}q->head = q->tail = NULL;q->size = 0;
}