栈（顺序栈）----C语言

栈

栈是一种运算受限的线性表，是一种先进后出的数据结构，限定只能在一端进行插入和删除操作，允许操作的一端称为栈顶，不允许操作的称为栈底

顺序栈（顺序结构）

顺序栈：用一段连续的存储空间来存储栈中的数据元素，比较常见的是用数组来实现顺序栈

顺序存储结构：1.元素所占的存储空间必须连续（这里的连续是指的逻辑连续，而不是物理连续）

　　　　　　　2.元素在存储空间的位置是按逻辑顺序存放的

（图片来源：https://www.cnblogs.com/misterge/p/3427587.html）

顺序栈的实现一般包括如下部分

代码声明部分

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 5    /* 栈最大容量 */
#define Empty 0        /* 空 */
#define Full 1        /* 满 */
#define Avail -1    /* 可用 */

typedef struct sta
{
    int *top;            /* 栈顶指针 */
    int *bottom;        /* 栈底指针 */
    int stack_size;        /* 栈的最大容量 */
}stack;
stack Push (stack p);        /* 入栈 */
void DisplyStack (stack p);    /* 遍历栈中元素 */
stack Pop (stack p);        /* 出栈 */
stack InitStack (stack p);    /* 初始化栈 */
int StackEmpty (stack p);    /* 判断栈是否为空 */
int StackFull (stack p);    /* 判断栈是否为满 */

一、栈的声明

第一种：

 typedef struct sta
 {
     int stack[SIZE];    /* 存放栈中元素的一维数组 */
     int top;            /* 存放栈顶元素的下标 */
 }stack;

（这里只用了一个top来指向栈顶的位置，也可以用两个变量base、top来分别指向栈空间栈底位置和栈顶位置）

第二种：（本篇随笔是使用的第二种声明方式）

 typedef struct sta
 {
     int *top;            /* 栈顶指针 */
     int *bottom;        /* 栈底指针 */
     int stack_size;        /* 栈的最大容量 */
 }stack;

二、栈的初始化

 /* Function：栈的初始化 */
 stack InitStack (stack p)
 {
     p.bottom = (int *)malloc(p.stack_size * sizeof(int));
     if (p.bottom == NULL)
     {
         printf("初始化栈失败\n");
         exit();
     }
     p.top = p.bottom;
     p.stack_size = MAX_SIZE;

     return p;
 }

三、入栈（压栈）

 /* Function：入栈 */
 stack Push (stack p)
 {
     int data;
     if (StackFull(p) == Full)
     {
         printf("栈空间已满，无法入栈");
         return p;
     }
     printf("Please input data");
     scanf("%d", &data);
     *p.top = data;
     p.top++;

     return p;
 }

四、出栈

 /* Function：出栈 */
 stack Pop (stack p)
 {
     if (StackEmpty(p) == Empty)
     {
         printf("栈为空栈，无法出栈 ");
         return p;
     }
     p.top--;
     printf("出栈元素为：%d\n", *p.top);

     return p;
 }

（栈顶指针指向的位置是栈顶指针的后一个元素，所以在出栈时需要p.top--，才能指向出栈的元素）

五、判断栈是否为空

 /* Function：判断栈是否为空 */
 int StackEmpty (stack p)
 {
     if (p.top == p.bottom)
     {
         return Empty;
     }
     else
     {
         return Avail;
     }
 }

六、判断栈是否为满

 /* Function：判断栈是否为满 */
 int StackFull (stack p)
 {
     if (p.top - p.bottom == p.stack_size)
     {
         return Full;
     }
     else
     {
         return Avail;
     }
 }

七、遍历栈中的元素

 /* Function：遍历栈中元素，从栈顶到栈底*/
 void DisplyStack (stack p)
 {
     if (StackEmpty(p) == Empty)
     {
         printf("栈为空栈，无法遍历\n");
         return;
     }
     printf("栈中元素为：");
     printf("顶端[");
     while (p.top != p.bottom)
     {
         p.top--;
         printf("%d-", *p.top);
     }
     printf("]底端\n");
 }

顺序栈实现--完整代码

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>

 #define MAX_SIZE 5    /* 栈最大容量 */
 #define Empty 0        /* 空 */
 #define Full 1        /* 满 */
 #define Avail -1    /* 可用 */

 typedef struct sta
 {
     int *top;            /* 栈顶指针 */
     int *bottom;        /* 栈底指针 */
     int stack_size;        /* 栈的最大容量 */
 }stack;
 stack Push (stack p);        /* 入栈 */
 void DisplyStack (stack p);    /* 遍历栈中元素 */
 stack Pop (stack p);        /* 出栈 */
 stack InitStack (stack p);    /* 初始化栈 */
 int StackEmpty (stack p);    /* 判断栈是否为空 */
 int StackFull (stack p);    /* 判断栈是否为满 */

 int main()
 {
     stack p;
     char ch;

     p.stack_size = MAX_SIZE;
     p = InitStack (p);    /* 初始化栈 */
     printf("Do you want to push to stack?(Y/N)");
     scanf(" %c", &ch);
     while (ch == 'Y' || ch == 'y')
     {
         p = Push (p);    /* 入栈 */
         DisplyStack (p);/* 打印栈中元素 */
         printf("Do you want to push to stack?(Y/N)");
         scanf(" %c", &ch);
     }
     printf("Do you want to pop (Y/N)");
     scanf(" %c", &ch);
     while (ch == 'Y' || ch == 'y')
     {
         p = Pop (p);
         DisplyStack (p);
         printf("Do you want to pop (Y/N)");
         scanf(" %c", &ch);
     }

     return ;
 }
 /* Function：判断栈是否为空 */
 int StackEmpty (stack p)
 {
     if (p.top == p.bottom)
     {
         return Empty;
     }
     else
     {
         return Avail;
     }
 }
 /* Function：判断栈是否为满 */
 int StackFull (stack p)
 {
     if (p.top - p.bottom == p.stack_size)
     {
         return Full;
     }
     else
     {
         return Avail;
     }
 }
 /* Function：入栈 */
 stack Push (stack p)
 {
     int data;
     if (StackFull(p) == Full)
     {
         printf("栈空间已满，无法入栈");
         return p;
     }
     printf("Please input data");
     scanf("%d", &data);
     *p.top = data;
     p.top++;

     return p;
 }
 /* Function：出栈 */
 stack Pop (stack p)
 {
     if (StackEmpty(p) == Empty)
     {
         printf("栈为空栈，无法出栈 ");
         return p;
     }
     p.top--;
     printf("出栈元素为：%d\n", *p.top);

     return p;
 }
 /* Function：栈的初始化 */
 stack InitStack (stack p)
 {
     p.bottom = (int *)malloc(p.stack_size * sizeof(int));
     if (p.bottom == NULL)
     {
         printf("初始化栈失败\n");
         exit();
     }
     p.top = p.bottom;
     p.stack_size = MAX_SIZE;

     return p;
 }
 /* Function：遍历栈中元素，从栈顶到栈底*/
 void DisplyStack (stack p)
 {
     if (StackEmpty(p) == Empty)
     {
         printf("栈为空栈，无法遍历\n");
         return;
     }
     printf("栈中元素为：");
     printf("顶端[");
     while (p.top != p.bottom)
     {
         p.top--;
         printf("%d-", *p.top);
     }
     printf("]底端\n");
 }

栈顶指针的指向有两种方式，一种是指向栈顶元素的后一元素（本文使用的就是这种），另一种是指向栈顶元素，两者在判断栈为空和满的条件、入栈、出栈时栈顶指针的移动有一些差异