目录
1.栈
1.1 栈的概念及结构
?1.2 栈的实现
1.2.1 栈的基本功能
实现
2.队列
2.1 队列的概念和结构
2.2队列的实现
2.2.1 队列的功能
2.2.2实现
3.栈和队列源码分享
4. 栈和队列OJ题分享
1.栈
1.1 栈的概念及结构
栈是一种特殊的线性表,其只允许在一端进行插入和删除元素操作。进行插入和删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。栈中的数据遵守后进先出(Last In First Out) 的原则。
压栈: 栈的插入操作叫做 压栈 / 入栈 ,入数据在栈顶。
出栈: 栈的删除操作叫做出栈。
?
?1.2 栈的实现
栈的实现可以通过链表或者数组,但是由于栈的特性,在栈顶插入和删除元素,使用数组来实现更加简便。
1.2.1 栈的基本功能
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int STDateType;
typedef struct Stack
{
STDateType* a;
int top; // 栈顶
int capacity; // 容量
}Stack;
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDateType x);
//出栈
void StackPop(Stack* ps);
//获取栈顶元素
STDateType StackTop(Stack* ps);
//获取有效元素个数
int StackSize(Stack* ps);
//判断是否为空 空返回真,不空为假
bool StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁
void StackDestroy(Stack* ps);
实现
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
// 初始化
void StackInit(Stack* ps)
{
ps->a = (STDateType*)malloc(sizeof(STDateType)*4); // 预先开辟4个单位的空间
ps->capacity = 4;
ps->top = 0;
}
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDateType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)
{
STDateType* tmp =(STDateType*) realloc(ps->a, sizeof(STDateType) * (ps->capacity) * 2); // 判断是否需要扩容
if (tmp) // 判断扩容是否成功
{
ps->a = tmp;
}
else
{
perror("raalloc\n");
StackDestroy(ps);
}
ps->capacity = (ps->capacity) * 2;
}
ps->a[ps->top] = x; // 赋值
ps->top++;
}
//出栈
void StackPop(Stack* ps)
{
assert(ps);
//assert(!StackEmpty(ps));
if (ps->top == 0)
{
return;
}
ps->top--;
}
//获取栈顶元素
STDateType StackTop(Stack* ps)
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps)); // 判空
return ps->a[ps->top - 1];
}
//获取有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
//判断是否为空 空返回真,不空为假
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
if (ps->top == 0)
{
return true;
}
else
return false;
}
// 销毁
void StackDestroy(Stack* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
?由于比较简单,就不分步解释了,需要注意的都在注释内。
2.队列
2.1 队列的概念和结构
队列:只允许在一端进行数据的插入操作,在另一端实现删除操作的特殊线性表。队列有先进先出的特点,进行插入的一端称为队尾,进行删除一端称为队头。
2.2队列的实现
2.2.1 队列的功能
队列也可以通过数组和链表来实现,但是使用链表的结构来实现更优。链表在找头和尾,以及添加删除操作效率高于数组。
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QListNode
{
struct QListNode* next;
QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue // 正常单链表,我们只需要一个头节点,但是队列需要头和尾,我们选择使
// 用结构体 。
{
QNode* head;
QNode* tail;
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(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 QueueHead(Queue* pq);
// 获取队尾元素
QDataType QueueTail(Queue* pq);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
//检查队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);
2.2.2实现
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"queue.h"
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->head = pq->tail = NULL;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
while (cur) // 循环,逐步销毁
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
}
//队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); // 开辟节点
if (newnode == NULL) // 判断节点是否开辟成功
{
perror("QPush\n");
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL; // 优秀的习惯,避免野指针的出现。
if (pq->head == NULL) // 空链表
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
}
}
//队头出队列
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq)); //判空链表,防止对空链表操作,引起错误。
if (pq->head == pq->tail) // 只有一个节点
{
free(pq->head);
pq->head = pq->tail = NULL;
}
else
{ // 如果没有考虑只有一个节点的情况,tail被释放,容易造成使用野指针
QNode* tmp = pq->head;
pq->head = pq->head->next;
free(tmp);
tmp = NULL;
}
}
// 获取队头元素
QDataType QueueHead(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}
// 获取队尾元素
QDataType QueueTail(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
int sz = 0;
while (cur)
{
sz++;
cur = cur->next;;
}
return sz;
}
队列的实现较简单,需要注意的都在注释中。 使用指针时,应该多加考虑,多判断一些极端情况,避免使用野指针。
3.栈和队列源码分享
queue · 斯文/Date Stucture - 码云 - 开源中国 (gitee.com)
Stack · 斯文/Date Stucture - 码云 - 开源中国 (gitee.com)
4. 栈和队列OJ题分享
622. 设计循环队列 - 力扣(LeetCode)
232. 用栈实现队列 - 力扣(LeetCode)
225. 用队列实现栈 - 力扣(LeetCode)
OJ题的分析博客敬请期待
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