一、栈
1. 栈的概念
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。
2. 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。以下用数组实现栈，我们实现基本的功能，如初始化，进栈，出栈，获取栈顶的元素等等，下面参考具体的实现功能：
（1）函数的声明
代码语言：javascript复制 #pragma once
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
//栈---用顺序表实现
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* stack;
int top;
int capacity;
}ST;
//初始化栈
void STInit(ST* pst);
//判断是否为空栈
bool STIsEmpty(ST* pst);
//进栈
void STPushTop(ST* pst,STDataType x);
//出栈
void STPopTop(ST* pst);
//获取栈顶的元素
STDataType STTop(ST* pst);
//销毁栈
void STDestroy(ST* pst);
//查看栈的长度
int STSize(ST* pst);（2）函数的实现
代码语言：javascript复制 //初始化
void STInit(ST* pst)
{
assert(pst);
pst->stack = NULL;
pst->top = 0;
pst->capacity = 0;
}
//判断是否为空栈
bool STIsEmpty(ST* pst)
{
return pst->top == 0;
}
//进栈
void STPushTop(ST* pst, STDataType x)
{
assert(pst);
//检查容量
if (pst->top == pst->capacity)
{
int len = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
STDataType* newstack = (STDataType*)realloc(pst->stack,sizeof(ST) * len);
assert(newstack);
pst->capacity = len;
pst->stack = newstack;
}
pst->stack[pst->top] = x;
pst->top ;
}
//出栈
void STPopTop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(!STIsEmpty(pst));
pst->top--;
}
//获取栈顶的元素
STDataType STTop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(!STIsEmpty(pst));
return pst->stack[pst->top - 1];
}
//销毁栈
void STDestroy(ST* pst)
{
assert(pst);
free(pst->stack);
pst->stack = NULL;
pst->capacity = pst->top = 0;
}
//查看栈的长度
int STSize(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->top;
}（3）测试栈的实现
代码语言：javascript复制 void TestStack()
{
ST st;
STInit(&st);
STPushTop(&st, 1);
STPushTop(&st, 2);
STPushTop(&st, 3);
STPushTop(&st, 4);
STPopTop(&st);
//查看出栈顺序
while (!STIsEmpty(&st))
{
printf("%d ", STTop(&st));
STPopTop(&st);
}
STDestroy(&st);
}
int main()
{
//测试栈
TestStack();
return 0;
}二、队列
1. 队列的概念
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。
2. 队列的实现
队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。以下用链表实现队列，同样地实现基本的功能，如初始化，入队，出队，获取队头的元素等等，下面参考具体的实现功能：
（1）函数的声明
代码语言：javascript复制 //队列---用单链表实现
typedef int QDataType;
//每个节点的结构体
typedef struct QueueNode
{
struct QueueNode* next;
QDataType data;
}QNode;
//队列的结构体
typedef struct Queue
{
QNode* phead;
QNode* ptail;
QDataType size;
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//出队
void QueuePop(Queue* pq);
//获取队头的元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//获取队尾的元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//判断队列是否为空
bool QIsEmpty(Queue* pq);
//获取队列的长度
int Qsize(Queue* pq);
//释放队列
void QueueDestroy(Queue* pq);（2）函数的实现
代码语言：javascript复制 //初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->phead = NULL;
pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
//新节点
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
assert(newnode);
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
//队列为空
if (pq->ptail == NULL)
{
assert(pq->phead == NULL);
pq->phead = pq->ptail = newnode;
}
//队列不为空
else
{
pq->ptail->next = newnode;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size ;
}
//出队
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QIsEmpty(pq));
//一个节点
if (pq->phead->next == NULL)
{
free(pq->phead);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
//多个节点
else
{
//头删
QNode* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
pq->size--;
}
//获取队头
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QIsEmpty(pq));
return pq->phead->data;
}
//获取队尾
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QIsEmpty(pq));
return pq->ptail->data;
}
//判断队列是否为空
bool QIsEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;
}
//获取队列的长度
int Qsize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
//释放队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->phead;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}（3）测试队列的实现
代码语言：javascript复制 void TestQueue()
{
Queue q;
QueueInit(&q);
QueuePush(&q, 1);
QueuePush(&q, 2);
QueuePush(&q, 3);
QueuePush(&q, 4);
//查看队列
while (!QIsEmpty(&q))
{
printf("%d ", QueueFront(&q));
QueuePop(&q);
}
printf("n");
QueueDestroy(&q);
}
int main()
{
//测试队列
TestQueue();
return 0;
}
