数据结构之栈

栈（stack）又称堆栈，是一种特殊的线性结构，栈的特殊之处在于：所有对于栈的操作都是在栈的一端（顶部）进行的，如对栈进行元素添加（入栈）元素删除（弹栈/出栈），按照“后进先出”的规则进行操作。栈在程序设计中特别重要，程序的调试和运行都需要栈的支撑。

一 栈的定义和基本操作

栈（stack）是限定在表的一端进行插入和删除操作的线性表。插入元素称为（入栈），删除元素称为出栈。通常将允许出栈的一端称为栈顶（top），则另一端称为栈底（bottom）。不含元素的栈称为空栈。

举个例子来说明栈的结构和操作：将书放入没有盖的盒子中，这样要将书取出来，只能将最上层的书先取出来，即将最后放入的书先取出来。所以栈又称为后进先出的线性表，简称FILO（first in last out）

栈的基本操作如下

（1）初始化一个栈

（2）判断是否是空栈

（3）判断是否是满栈

（4）进栈

（5）出栈

（6）取栈顶元素

（7）求当前栈元素个数

二 栈的顺序存储结构和基本操作

因为栈是一种特殊的线性结构，所以有两种存储结构，即顺序存储机构和链式存储结构。接下来给出顺序存储机构的相关实现代码。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define Size 100typedef struct{    int data[Size];    int top;} Stack;

顺序栈利用数组来实现 数组的大小定义为

Size 100

用top作为栈顶元素的的下标，top的范围为0到Size-1，通常规定top等于0的时候表示栈空，即数组data[0]不存放数据。
1.初始化一个栈

void init_stack(Stack *s){    int i;    s->top=0;    printf("请输入栈的元素 以-1结束输入");    scanf("%d",&i);    while(is_full(s)!=1&&i!=-1)    {        s->data[++s->top]=i;        scanf("%d",&i);    }}

从键盘输入栈的元素，假定当输入为-1时作为输入结束的标志
2.判断一个栈是否为空 

通过判断top是否为0来判断栈是否为空

int is_empty(Stack *s){    if (s->top==0)        return 1;    else        return 0;}

3.判断一个栈是否已满

通过判断top是否为Size-1来判断栈是否已经满了

int is_full(Stack *s){    if (s->top==(Size-1))        return 1;    else        return 0;}

4.数据进栈操作

void push_stack(Stack *s,int i){    if(is_full(s))        printf("栈已满 入栈失败");    else    {        s->data[++s->top]=i;    }}

5.数据出栈操作

void pop_stack(Stack *s){    if(is_empty(s))        printf("栈已空 出栈失败");    else    {        return s->data[s->top--];    }}

6.取栈顶元素操作

int get_top(Stack *s){    if(is_empty(s))        printf("栈已空 取元素失败");    else    {        printf("%d\n",s->data[s->top]);        return s->data[s->top];    }}

7.栈置空操作

void clean_stack(Stack *s){    s->top=0;}

8.求当前栈中元素的个数

int current_size(Stack *s){    printf("栈内有%d个元素\n",s->top);    return s->top;}

三 栈的链式存储结构及其相关操作

typedef struct snode{   int data;   struct snode *next;}LinkStack;

1.初始化一个栈

LinkStack* init_linkstack(){    int i;    LinkStack *top=NULL;    LinkStack *p;    printf("请输入栈的元素或者以-1结束");    scanf("%d",&i);    while(i!=-1)    {        p=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));        p->data=i;        p->next=top;        top=p;        scanf("%d",&i);    }    return top;}

2.数据进栈操作

LinkStack*  push_linkstack(LinkStack *top,int x){    LinkStack *p;    p=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));    p->data=x;    p->next=top;    top=p;    return top;}

3.数据出栈操作

LinkStack* pop_linkstack(LinkStack *top){  LinkStack *p;  p=top;  top=top->next;  free(p);  return top;}

4.输出栈中所有元素

void print_linkstack(LinkStack *top){    LinkStack *p=top;    while(p!=NULL)    {        printf("%d\n",p->data);        p=p->next;    }}