栈和队列（1）

用户11039545

发布于 2024-05-24 13:48:11

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发布于 2024-05-24 13:48:11

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现在是个激动人心的时刻，因为我们来到了栈和队列的章节。

栈是一种特殊的线性表，只允许在一端进行插入和删除操作。进入数据插入和删除的一端叫作栈顶，另一端称为栈底。具有后进先出的特点。

压栈：数据的插入操作叫作进栈/入栈/压栈。

出栈：栈的删除操作叫作出栈，出栈也在栈顶。

栈的实现可以用数组或者线性表实现，相对而言，数组实现更优，因为数组在尾上插入的代价较小。

队列的表示和实现：

队列只允许在一端进行插入操作，在另一端进行删除操作。具有先进先出的特点。

入队列：进入插入操作的一端为队尾。

出队列：进行删除操作的一端为队头。

关于原地扩容和异地扩容：

异地扩容就是在新的地方开辟一个新的空间。

以上代码测试出如果是一样的，那么就是原地扩容，如果不一样，就是异地扩容。

此时地址是一样的。但是当我们把扩容的空间增大，地址不一样。

数据都在内存里，在堆上。

不会直接访问数据。在缓存，就叫做缓存命中。如果不在缓存，就叫作不命中，要把数据从内存加载到缓存，再访问。

实现静态的栈：

#define N 10
struct Stack
{
   int a[N];
};

动态的栈：

Stack.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#innclude<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
typedef int STDataType;
struct Stack
{
   STDataType* a;
   int top;
   int capacity;
}ST;

void STInit(ST* pst);
void STDestory(ST* pst);
void STPush(ST* pst,STDataType x);
void STPop(ST* pst);
STDataType STTop(ST* pst);
bool STEmpty(ST* pst);
int STSize(ST* pst);

Stack.c

#include"Stack.h"
//初始化和销毁
void STInit(ST* pst)
{
    assert(pst);
    pst->a=NULL;
    pst->top=0;
    pst->capcity=0;
}
 

void STDestory(ST* pst)
{
    assert(pst);
    free(pst->a); 
    pst->top=pst->capacity=0;
}
//入栈 出栈
void STPush(ST* pst,STDataType x)
{
    assert(pst);
    //扩容
    if(pst->top==pst->capcity)
    {
       int newCapcity=pst->capcity==0?4:pst->capcity*2;
       STDataType* tmp=realloc(pst->a,newCapcity*sizeof(STDataType));
       if(tmp==NULL)
       {
           perror("realloc fail");
           return;
       }
       pst->a=tmp;
       pst->capcity=newCapcity; 
       pst->a[pst->top]=x;
       pst->top++;
}
void STPop(ST* pst)
{
  assert(pst);
  pst->top--;
}
STDataType STTop(ST* pst)//获取栈顶元素
{
  assert(pst);
  assert(pst->top>0);
  return pst->a[pst->top-1];
}
bool STEmpty(ST* pst)
{
  assert(pst);
  return pst->top==0;
}
int STSize(ST* pst)
{
   assert(pst);
  return pst->top;
}

int main()
{
   ST s;
   STInit(&s);
   STPush(&s,1);
   STPush(&s,2);
   STPush(&s,3);
   while(!STEmpty(&s))
   {
      printf("%d ",STTop(&s);
      STPop(&s);
   }
  STDestory(&s);
}

我们应该知道，top应该指向栈顶，还是栈顶的下一个元素呢？top等于0是有数据还是没数据呢。所以当栈里面没有元素的时候，top应该指向-1。

那么我们的初始化可以改成这样：

void STInit(ST* pst)
{
    assert(pst);
    pst->a=NULL;
    pst->top=0;//top指向栈顶数据的下一个位置
//top指向栈顶数据 pst->top=-1;
    pst->capcity=0;
}

20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）

第一步：左括号入栈，第二步：出栈顶的左括号判断和右括号是否匹配，如果匹配，继续，如果不匹配，终止。

bool isValid(char* s) {
   ST st;
   STInit(&st);
   while(*s)
   {
    if(*s=='('||*s=='['||*s=='{')//左括号入栈
    {
        STPush(st,*s);
    }
    else//右括号取栈顶的左括号尝试匹配
    {
        if(STEmpty(&st))
        {
           return false;
        }
        char top=STTop(&st);
        STPop(&st);
        if((top=='('&&*s!=')')
        ||(top=='{'&&*s!='}')
        (top=='('&&*s!=')'))//不匹配
        {
            return false;
        }
    }
    ++s;
   }
//如果栈不为空，说明左括号比右括号多，数量不匹配
   bool ret=STEmpty(&st);
   STDestory(&st);
   return ret;
}

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2024-05-24，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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