🌈什么是栈？
1.抽象化具象：可以理解为一个细长的乒乓球筒，一端封闭，放球只能从另一端放入球，取出球时也只能从该端取出。先进的球最后出，后进的球最先出。
2.定义：栈是一种线性数据结构，栈中元素只能先进后出，最早进入的元素的位置叫做栈底，最后进入的元素的位置叫做栈顶。
3.实现方法：数组或链表。
4.问用数组和链式结构哪个更好？
数组方便访问元素、尾插尾删（空间不够就扩容）；链表方便尾插（用一个tail指针记录尾节点），但不方便尾删（尾删需要遍历一遍链表找到尾节点的前一个节点）。如果非要用链表实现栈，则以头插头删的方式进行入栈和出栈最好，此时尾节点是栈底，头节点是栈顶。
🌈栈的基本操作
1.进栈：把新元素放入栈中，只能从栈顶一侧放入元素，新元素的位置是新的栈顶。
2.出栈：把元素从栈中弹出，只有栈顶元素才可出栈，出栈元素的前一个元素会成为新的栈顶。
🌈数组顺序栈的实现
🎈方式一：用两个指针分别指向栈底和栈顶
假设栈中每个元素储存的信息是包含年龄、身高、体重三个变量的结构体。
☀️1.定义声明部分
STACK_SIZE 4：最开始初始化开辟的空间大小，可以存放4个元素
STACK_INCREASE 2：如果空间不够用，则每次增加2个位置
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define STACK_SIZE 4
#define STACK_INCREASE 2
typedef struct {int age;int height;double weight;
}Student;
typedef struct {Student* base;Student* top;int stackSize;
}Stack;
☀️2.初始化与销毁栈
用malloc动态开辟STACK_SIZE个空间，有动态开辟函数则一定会紧跟着释放动态内存函数free，因此初始化和销毁放在一起
//初始化一个栈
int InitStack(Stack* S) {S->base = (Student*)malloc(sizeof(Student) * STACK_SIZE);//判断是否申请空间成功if (!S->base) exit(-1);S->top = S->base;S->stackSize = STACK_SIZE;return 1;
}
//销毁栈
int DestroyStack(Stack* S) {//判断栈是否存在if (!S->base) return 0;//如果存在，则free掉空间free(S->base);//栈相关信息还原S->base = S->top = NULL;S->stackSize = 0;return 1;
}
☀️3.进栈
先判断是否有进栈空间，没有的话用realloc扩容。又由于realloc可能异地开辟新空间，因此在用base指针接收realloc空间的起始位置后，top也要在base的基础上变化。
//进栈
int Push(Stack* S, Student* stu) {//判断是否有可进栈空间//1.没有空间，扩容if (S->top - S->base == S->stackSize) {S->base = (Student*)realloc(S->base,sizeof(Student) * (STACK_SIZE + STACK_INCREASE));if (!S->base) exit(-1);S->top = S->base + S->stackSize;S->stackSize += STACK_INCREASE;}//2.有空间，*S->top++ = *stu;//一定要注意加*，因为是将stu地址中的值拿出来赋给top指向的空间return 1;
}
☀️4.出栈
stu指针是用来储存出栈的元素的
//出栈，同时存储出栈的数据
int Pop(Stack* S, Student* stu) {//如果栈为空，返回0if (S->top == S->base)return 0;*stu = *(--S->top);return 1;
}
☀️5.打印、遍历、计数
//打印一组学生信息
void Print(Student* s) {//判断传入地址是否是空if (!s)return;//打印printf("年龄:%5d,身高:%5d,体重:%5lf\n", s->age, s->height, s->weight);
}
//遍历
int DisplayStack(Stack* S) {//判断栈是否是空的，为空不遍历if (!S)return;//如果栈不为空，逐个遍历Student* p = S->base;while (p != S->top) {Print(p);p++;}return 1;
}
//判断栈中有多少个数据
int Count(Stack* S) {return(S->top - S->base);
}}
☀️测试入栈、出栈
测试入栈后
//测试入栈
void testPush(Stack* S, int n) {Student stu;for (int i = 0;i < n;i++) {printf("请输入学生的年龄、身高、体重:\n");scanf("%d %d %lf", &stu.age, &stu.height, &stu.weight);Push(S, &stu);}DisplayStack(S);
}
//测试出栈
void testPop(Stack* S,Student* stu) {Pop(S, stu);DisplayStack(S);printf("出栈的元素：");Print(stu);printf("此时栈中元素个数：%d",Count(S));}
int main() {Stack S;InitStack(&S);testPush(&S,5);printf("**********\n");Student stu;testPop(&S, &stu);DestroyStack(&S);return 0;
}
☀️测试结果
🎈方式二：只用一个指针指向栈底
假设栈中每个元素只包含一个DataType类型的数据。
☀️1.定义声明部分（list.h）
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>typedef int DataType;
typedef struct Stack {DataType* a;int top;int capacity;
}Stack;☀️2.初始化与销毁栈
void InitStack(Stack* ps) {assert(ps);ps->a = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}void Destroy(Stack* ps) {assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}
☀️3.进栈
void Push(Stack* ps,DataType x) {//传入指针必须合法assert(ps);//判断是否有足够空间入栈,空间不够则扩容if (ps->top == ps->capacity) {ps->capacity =ps->capacity== 0 ? 4 : ps->capacity * 2;DataType* tmp = realloc(ps->a, sizeof(Stack) * ps->capacity);if (tmp == NULL) {perror("realloc fail");exit(-1);}ps->a = tmp;}ps->a[ps->top++] = x;
}
注意：
1.对ps中的capacity成员赋值时，如果初次入栈capacity为0时，给capacity赋值为4，否则就是原capacity的二倍。
2.动态申请内存时，为何要用realloc而不是malloc？
答：当realloc的第一个参数为空指针的话，其功能和malloc一样。扩容时不管栈为不为空，扩容时不管栈为不为空，都可以用该逻辑。
☀️4.出栈
void Pop(Stack* ps) {//传入指针必须合法assert(ps);//栈内不能没有元素assert(ps->top>0);ps->top--;
}
☀️5.得到栈顶元素、判空
DataType GetTopVal(Stack* ps) {//传入指针必须合法assert(ps);//栈内不能没有元素assert(ps->top > 0);return ps->a[ps->top-1];
}bool IsEmpty(Stack* ps) {assert(ps);return ps->top == 0;
}
☀️测试
测试思路：先入栈5个元素，再依次出栈并打印出出栈元素。出栈顺序应该与入栈顺序相反。
void test() {Stack st;InitStack(&st);Push(&st, 1);Push(&st, 2);Push(&st, 3);Push(&st, 4);Push(&st, 5);while (!IsEmpty(&st)) {printf("%d ", GetTopVal(&st));Pop(&st);}Destroy(&st);
}
int main() {test();return 0;
}
☀️测试结果
