C语言/C++实现栈操作

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2024-03-16 18:50 28阅读 0赞

### 一、栈的概念 ###

栈是一种常用的数据结构，它遵循**先入后出**（Last-In-First-Out，LIFO）的原则。栈的操作只在栈的一端进行，该端被称为**栈顶**，而另一端称为**栈底**。栈的基本操作包括压栈（入栈-push）和弹栈（出栈-pop），分别用于将元素添加到栈顶和从栈顶删除元素。

### 二、栈的实现 ###

我们可以使用C语言中的数组来实现栈。下面是一个基本的栈的定义：

#define MAX_SIZE 100
    
    typedef struct {
        
        int data[MAX_SIZE];
        int top;
    } Stack;

在这里，我们使用了一个数组`data`来存储栈的元素，以及一个整数`top`来表示栈顶的位置。栈为空时，`top`的值为-1。

#### 1、初始化栈 ####

在使用栈之前，我们需要先将其进行初始化，可以通过将`top`设置为-1来实现：

//初始化栈 
    void init(Stack *stack) {
        
    	stack->top = -1;
    	printf("初始化栈完成......\n");
    }

#### 2、判断栈是否为空 ####

我们可以通过判断`top`的值是否为-1来确定栈是否为空：

int isEmpty(Stack *stack) {
        
        return stack->top == -1;
    }

#### 3、判断栈是否已满 ####

为了防止栈溢出，我们需要在执行`push`操作之前检查栈是否已满。当`top`的值等于`MAX_SIZE-1`时，表示栈已满：

int isFull(Stack *stack) {
        
        return stack->top == MAX_SIZE - 1;
    }

#### 4、执行压栈操作 ####

压栈操作用于将元素添加到栈顶，首先需要判断栈是否已满，如果栈未满，将元素添加到`top`所指向的位置，并将`top`向上移动一个位置：

//入栈操作 
    void push(Stack *stack, int element) {
        
        if (!isFull(stack)) {
        
            stack->data[++stack->top] = element;
            printf("完成一次入栈,入栈元素：%d\n",element);
        } else {
        
            printf("栈满，不能入栈。\n");
        }
    }

#### 5、执行弹栈操作 ####

弹栈操作用于删除栈顶的元素，并返回该元素的值，首先需要判断栈是否为空，如果栈非空，返回`top`位置的元素并将`top`向下移动一个位置：

//出栈操作 
    int pop(Stack *stack) {
        
        if (!isEmpty(stack)) {
        
            printf("完成一次出栈,");
    		return stack->data[stack->top--];
        } else {
        
            printf("栈空，不能出栈\n");
            return -1;
        }
    }

### 三、示例代码 ###

下面是一个使用栈的简单示例代码，展示了如何进行压栈和弹栈操作：

#include <stdio.h>
    
    //栈容 
    #define MAX_SIZE 100
    
    typedef struct {
        
        int data[MAX_SIZE];
        int top;
    } Stack;
    
    //初始化栈 
    void init(Stack *stack) {
        
    	stack->top = -1;
    	printf("初始化栈完成......\n");
    }
    
    //判断栈是否为空 
    int isEmpty(Stack *stack) {
        
        return stack->top == -1;
    }
    
    //判断是否栈满 
    int isFull(Stack *stack) {
        
        return stack->top == MAX_SIZE - 1;
    }
    
    //入栈操作 
    void push(Stack *stack, int element) {
        
        if (!isFull(stack)) {
        
            stack->data[++stack->top] = element;
            printf("完成一次入栈,入栈元素：%d\n",element);
        } else {
        
            printf("栈满，不能入栈。\n");
        }
    }
    
    //出栈操作 
    int pop(Stack *stack) {
        
        if (!isEmpty(stack)) {
        
            printf("完成一次出栈,");
    		return stack->data[stack->top--];
        } else {
        
            printf("栈空，不能出栈\n");
            return -1;
        }
    }
    
    //遍历栈内元素
    void printStack(Stack *stack){
        
    	printf("栈内元素为：");
    	int index=stack->top;
    	while(index>=0){
        
    		printf("%d\t",stack->data[index--]);
    	}
    	printf("\n");
    } 
    int main() {
        
        Stack stack;
        init(&stack);
    
        push(&stack, 1);
        printStack(&stack);
        push(&stack, 2);
        printStack(&stack);
        push(&stack, 3);
        printStack(&stack);
    
        printf("出栈元素: %d\n", pop(&stack));
        printf("出栈元素: %d\n", pop(&stack));
        printf("出栈元素: %d\n", pop(&stack));
    
        return 0;
    }

以上代码会输出以下结果：

Popped element: 3
    Popped element: 2
    Popped element: 1

这就是用C语言实现栈的基本操作的详细教程。希望这对你有所帮助！