【海贼王的数据航海：利用数据结构成为数据海洋的霸主】栈和队列

���录

1 -> 栈

1.1 -> 栈的概念及结构

1.2 -> 栈的实现

1.2.1 -> Stack.h

1.2.2 -> Stack.c

1.2.3 -> Test.c

2 -> 队列

2.1 -> 队列的概念及结构

2.2 -> 队列的实现

2.2.1 -> Queue.h

2.2.2 -> Queue.c

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1 -> 栈

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。

1.2 -> 栈的实现

栈的实现一般可以使用数组或链表实现，相对而言数组的结构实现更优。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。

1.2.1 -> Stack.h

#pragma once#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include #include #include // 定长的静态栈的结构，实际中一般不实用//typedef int STDataType;//#define N 10//typedef struct Stack//{//STDataType a[N];//int top;//}ST;// 动态增长的栈typedef int STDataType;typedef struct Stack{STDataType* a;int top;int capacity;}ST;// 栈的初始化void STInit(ST* pst);// 栈的销毁void STDestroy(ST* pst);// 入栈void STPush(ST* pst, STDataType x);// 出栈void STPop(ST* pst);// 获取栈顶元素STDataType STTop(ST* pst);// 判空bool STEmpty(ST* pst);// 栈的有效元素个数int STSize(ST* pst);

1.2.2 -> Stack.c

#include "Stack.h"// 栈的初始化void STInit(ST* pst){assert(pst);pst->a = NULL;pst->top = 0;pst->capacity = 0;}// 栈的销毁void STDestroy(ST* pst){assert(pst);free(pst->a);pst->a = NULL;pst->top = 0;pst->capacity = 0;}// 入栈void STPush(ST* pst, STDataType x){if (pst->top == pst->capacity){int newCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}pst->a = tmp;pst->capacity = newCapacity;}pst->a[pst->top] = x;pst->top++;}// 出栈void STPop(ST* pst){assert(pst);assert(!STEmpty(pst));pst->top--;}// 获取栈顶元素STDataType STTop(ST* pst){assert(pst);assert(!STEmpty(pst));return pst->a[pst->top - 1];}// 判空bool STEmpty(ST* pst){assert(pst);return pst->top == 0;}// 栈的有效元素个数int STSize(ST* pst){assert(pst);return pst->top;}

1.2.3 -> Test.c

#include "Stack.h"void Test1(){ST st;STInit(&st);STPush(&st, 1);STPush(&st, 2);printf("%d\n", STTop(&st));STTop(&st);STPush(&st, 3);STPush(&st, 4);STPush(&st, 5);while (!STEmpty(&st)){printf("%d ", STTop(&st));STPop(&st);}STDestroy(&st);}int main(){Test1();return 0;}

2 -> 队列

2.1 -> 队列的概念及结构

队列：只允许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。

2.2 -> 队列的实现

队列也可以用数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率较低。

2.2.1 -> Queue.h

#pragma once#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include#include#include// 链式结构: 表示队列typedef int QDataType;typedef struct QueueNode{struct QueueNode* next;QDataType data;}QNode;typedef struct Queue{QNode* phead;QNode* ptail;int size;}Queue;// 队列的初始化void QueueInit(Queue* pq);// 队列的销毁void QueueDestroy(Queue* pq);// 队尾入队列void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);// 队头出队列void QueuePop(Queue* pq);// 获取队头元素QDataType QueueFront(Queue* pq);// 获取队尾元素QDataType QueueBack(Queue* pq);// 获取队列中有效元素个数int QueueSize(Queue* pq);// 判空bool QueueEmpty(Queue* pq);

2.2.2 -> Queue.c

#include "Queue.h"// 队列的初始化void QueueInit(Queue* pq){assert(pq);pq->phead = NULL;pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}// 队列的销毁void QueueDestroy(Queue* pq){assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->phead = NULL;pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}// 队尾入队列void QueuePush(Queue* pq, QDataType x){assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");return;}newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL){assert(pq->phead == NULL);pq->phead = newnode;pq->ptail = newnode;}else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;}// 队头出队列void QueuePop(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));if (pq->phead->next == NULL){free(pq->phead);pq->phead = NULL;pq->ptail = NULL;}else{QNode* next = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = next;}pq->size--;}// 获取队头元素QDataType QueueFront(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->phead->data;}// 获取队尾元素QDataType QueueBack(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->ptail->data;}// 获取队列中有效元素个数int QueueSize(Queue* pq){assert(pq);return pq->size;}// 判空bool QueueEmpty(Queue* pq){assert(pq);return pq->size == 0;}

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