C语言 浅谈栈与队列的定义与操作
目录
- 栈的定义
- 栈的实现
- 前置
- 初始化栈
- 栈的销毁
- 栈的插入
- 出栈的操作
- 取栈顶元素
- 栈的大小
- 队列的定义
- 队列的基本操作
- 队列的初始化
- 队列的销毁
- 队列的插入
- 队列的删除
- 队列的判空
- 取出队头元素
- 取出队尾元素
- 队列的大小
栈的定义
栈同样是一种线性表,它的特性是插入元素必须从后面插入,删除元素也是从后面删除,进行数据删除和插入的一端称为栈顶,另一端是栈底。
压栈—就是插入元素
出栈—就是删除元素
它可以用数组实现也可以用链表实现
但是用数组实现更好,因为链表的插入和删除要进行遍历,而数组可以进行随机访问,从而时间复杂度更低。
栈的实现
前置
栈的元素需要表明容量,还有栈顶
typedef int SDType; typedef struct Srack { SDType* a; int top; int capacity; }ST;
初始化栈
把元素置为空,栈顶在下标为0的位置
void StackInit(ST* ps) { assert(ps); ps->a = NULL; ps->top = 0; ps->capacity = 0; }
栈的销毁
不再赘述
void StackDestrory(ST* ps) { assert(ps); free(ps); ps=NULL; ps->capacity = ps->top = 0; }
栈的插入
先判空,如果容量满了,进行增容,把栈顶元素进行赋值,再把栈顶指针加一
void StackPush(ST* ps, SDType x) { assert(ps); if (ps->top == ps->capacity) { int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2; SDType* tmp = (SDType)realloc(ps->capacity, sizeof(SDType) * newCapacity); if (tmp == NULL) { printf("Realloc fail!\n"); } else { ps->a = tmp; ps->capacity = newCapacity; } } ps->a[ps->top] = x; ps->top++; }
出栈的操作
栈顶指针减一即可
void StackPop(ST* ps) { assert(ps); assert(!StackEmpty(ps)); ps->top--; }
取栈顶元素
先进行判空,不空的话直接取出栈顶指针指向的元素
SDType StackTop(ST* ps) { assert(ps); assert(!StackEmpty(ps)); return ps -> a[ps->top - 1]; }
栈的大小
int StackSize(ST* ps) { assert(ps); return ps->top; }
判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps) { return ps->top == 0; }
队列的定义
队列只允许在一段进行插入操作,一段进行删除操作,在队尾进行插入,在队头进行删除
队列的基本操作
队列的初始化
我们在进行基本操作的时候要用到头指针和尾指针
void QueueInit(Queue* pq) { assert(pq != NULL); pq->head = NULL; pq->tail = NULL; }
队列的销毁
将临时指针cur被赋值为head,保存下一个,遍历进行删除,最后把头指针和尾指针进行free
void QueueDestroy(Queue* pq) { assert(pq != NULL); QueueNode* cur = pq->head; QueueNode* next = cur->next; while (cur) { free(cur); cur = next; next = next->next; } pq->head = pq->tail = NULL; }
队列的插入
队列只能从队尾查,如果开始的时候队头和队尾重合,那就直接进行插入,
如果不,那就找到尾,在尾后边进行插入
void QueuePush(Queue* pq,QDataType x) { assert(pq); QueueNode* newNode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode)); newNode->data = x; newNode->next = NULL; if (pq->head == NULL) { pq->head = pq->tail = newNode; } else { pq->tail->next = newNode; pq->tail = newNode; } }
队列的删除
很简单,删除队尾头元素,先保存下一个,再把队头复制给新的
void QueuePop(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); QueueNode* NewHead = pq->head->next; free(pq->head); pq->head = NewHead; if (pq->head == NULL) { pq->tail = NULL; } }
队列的判空
是否队头指向空
bool QueueEmpty(Queue* pq) { assert(pq); return pq->head == NULL; }
取出队头元素
QDataType QueueFront(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); return pq->head->data; }
取出队尾元素
先判空
QDataType QueueBack(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); return pq->tail->data; }
队列的大小
直接遍历就行
int QueueSize(Queue* pq) { assert(pq); int n = 0; QueueNode* cur = pq->head; while (cur) { cur = cur->next; n++; } return n; }
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