栈的概念和结构

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。

虽然入栈和出栈都只能在栈顶进行，但是入栈和出栈的时间我们可以自行控制，比如进栈序列为 1,2,3,4 ，进栈过程中可以出栈的。
那么可以有14种出栈序列，我们讲这个就是想说明栈是：一种入栈顺序，多种出栈顺序。

栈的实现

栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，但是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。

首先新建一个工程：

Stack.h（顺序栈的类型定义、接口函数声明、引用的头文件）
Stack.c（顺序栈接口函数的实现）
test.c（主函数、测试栈各个接口功能）

完整的代码放在后面（包括测试代码），这里就不会展示测试的效果图。大家可以自己别敲边按测试代码测试。图解会写的很详细的，么么😙

1.顺序存储结构

栈的定义

// 下面是定长的静态栈的结构，实际中一般不实用，所以我们主要实现下面的支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
#define N 10
typedef struct Stack
{STDataType a[N];int top; // 栈顶
}ST;// 支持动态增长的栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;// 栈顶int capacity;// 容量}ST;

初始化栈

这里初始化的话，如果将top置为0；那么top指向的就是栈顶元素的下一个位置，如果将top置为-1，那么top指向的就是栈顶元素。上图标识了可以仔细阅读。我们这里实现的是top为0。

// 初始化栈
void STInit(ST* pst)
{pst->a = NULL;pst->capacity = 0;//表示指向栈顶元素的下一个位置pst->top = 0;指向栈顶元素//pst->top = -1;
}

入栈

// 入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{assert(pst);if (pst->top == pst->capacity)//判断是否满栈{int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;//三字母词， pst->capacity == 0 则将4赋值给它，不为零则扩容其二倍 pst->capacity * 2STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc");return;}pst->a = tmp;pst->capacity = newcapacity;}pst->a[pst->top] = x;pst->top++;
}

出栈

// 出栈
void STPop(ST* pst)
{assert(pst);assert(pst->top > 0);pst->top--;
}

获取栈顶元素

// 获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);assert(pst->top);return pst->a[pst->top - 1];
}

获取栈中有效元素个数

// 获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return pst->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

// 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 
bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top == 0;
}

销毁栈

// 销毁栈
void STDestroy(ST* pst)
{assert(pst);free(pst -> a);pst->a = NULL;pst->top = 0;pst->capacity=0;
}

栈的打印

栈的打印：栈的实现，不能像顺序表一样，去实现一个打印函数来遍历栈并输出，这样就不符合栈的特点了（只能在栈顶插入删除，后进先出），所以我们这样来实现出栈：获取并打印栈顶元素，再删除栈顶元素，继续获取新的栈顶元素。我写在测试代码里面了，需要的可以去看看。

完整代码（包括测试代码）

Stack.h

#pragma once
#include<stdio.h>	
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>// 下面是定长的静态栈的结构，实际中一般不实用，所以我们主要实现下面的支持动态增长的栈
//typedef int STDataType;
//#define N 10
//typedef struct Stack
//{
//	STDataType a[N];
//	int top; // 栈顶
//}ST;typedef int STDataType;
// 支持动态增长的栈
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;// 栈顶int capacity;// 容量}ST;// 初始化栈
void STInit(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);
// 获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* pst);
// 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 
bool STEmpty(ST* pst);
// 销毁栈
void STDestroy(ST* pst);

Stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"Stack.h"// 初始化栈
void STInit(ST* pst)
{pst->a = NULL;pst->capacity = 0;//表示指向栈顶元素的下一个位置pst->top = 0;//指向栈顶元素//pst->top = -1;
}
// 入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{assert(pst);if (pst->top == pst->capacity){int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);if (tmp == NULL){perror("realloc");return;}pst->a = tmp;pst->capacity = newcapacity;}pst->a[pst->top] = x;pst->top++;
}
// 出栈
void STPop(ST* pst)
{assert(pst);assert(pst->top > 0);pst->top--;
}
// 获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);assert(pst->top);return pst->a[pst->top - 1];
}
// 获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return pst->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 
bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top == 0;
}
// 销毁栈
void STDestroy(ST* pst)
{assert(pst);free(pst -> a);pst->a = NULL;pst->top = 0;pst->capacity=0;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"int main()
{ST st;STInit(&st);STPush(&st, 1);STPush(&st, 2);printf("%d \n", STTop(&st));STPop(&st);STPush(&st, 3);STPush(&st, 4);STPush(&st, 5);while (!STEmpty(&st)){printf("%d ", STTop(&st));STPop(&st);}printf("\n");int  r = STSize(&st);printf("%d\n", r);bool b = STEmpty(&st);if (b){printf("true");}else{printf("false");}STDestroy(&st);
}