一、栈

1.栈的概念

栈是一种特殊的线性表 因为它只允许在固定的一端进行插入和删除操作

2.原理

栈遵守LIFO原则-先进后出

-对数据插入和删除操作的一端叫栈顶- 另一端叫栈底

其中:出数据和入数据都在栈顶

3.栈的实现

几个重要接口

a.栈的定义

typedef int SDataType;

typedef struct Stack
{
	SDataType* x;//数据地址
	int capacity;//栈的容量
	int a;//栈顶的位置
}Stack;

b.栈的初始化

void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = 0;
	ps->capacity = 0;
	ps->x = NULL;
}//初始化栈

c.栈的销毁

void StackDestory(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = 0;
	ps->capacity = 0;
	free(ps->x);
	ps->x = NULL;
}//销毁栈

d.栈的增添操作

void StackPush(Stack* ps, SDataType n)
{
	assert(ps);
	//扩容操作
	if (ps->a == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		ps->x = (SDataType*)realloc(ps->x, newcapacity * sizeof(SDataType));
		if (ps->x == NULL)
		{
			exit(-1);//relloc失败;
		}
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	//增
	ps->x[ps->a] = n;
	ps->a++;
}

e.栈的删除

void StackDele(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->a > 0);
	ps->a--;
}

f.判定空栈

bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	return ps->a == 0;
	//不为空栈为false,空栈则为true
}//判定是否为空栈

g.栈大小

int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->a;
}//栈的大小

h.栈顶元素

SDataType Stacktop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->x[ps->a - 1];
}//栈顶元素

实现栈的时候,考虑的顺式结构较多,因为定义一个可以动态增长的数组符合栈对一端数据的修改操作;

二、队列

1.概念

只允许在一端进行插入数据操作,在另一端进行删除数据操作的特殊线性表

2.性质

队列具有先进先出的特性

进行插入操作的一端称为队尾 出队列:进行删除操作的一端称为队头

3.实现

队列可以采用数组和链表的结构实现,使用链表的结构实现更优一些,因为如果使用数组的结构,出队列在数组头上出数据,效率会比较低。

a.定义队列

// 链式结构:表示队列
typedef struct QListNode
{ 
 struct QListNode* _pNext; 
 QDataType _data; 
}QNode;
typedef struct Queue
{ 
 QNode* _front; 
 QNode* _rear; 
}Queue;

b.销毁

// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);
	QNode* cur = q->_front;
	while (cur)
	{
		QNode* next= cur->_pNext;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	q->_front = q->_rear = NULL;
}

c.队尾入

// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{
	assert(q);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	newnode->_data = data;
	newnode->_pNext = NULL;
	if (q->_rear == NULL)
	{
		assert(q->_rear == NULL);
		q->_front = q->_rear = newnode;
	}
	else
	{
		q->_rear->_pNext = newnode;
		q->_rear = newnode;
	}
}

d.队头出

// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->_front && q->_rear);
	if (q->_front->_pNext == NULL)
	{
		free(q->_front);
		q->_front = q->_rear = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = q->_front->_pNext;
		free(q->_front);
		q->_front = next;
	}
}

e.队头数据

// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->_front);
	return q->_front->_data;
}

f.队尾数据

// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->_rear);
	return q->_rear->_data;
}

g.数据个数

// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	int cnt = 0;
	QNode* cur = q->_front;
	while (cur)
	{
		cnt++;
		cur = cur->_pNext;
	}
	return cnt;
}

h.检空

// 检测队列是否为空,如果为空返回非零结果,如果非空返回0 
int QueueEmpty(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->_front == NULL;
}