C语言中关于堆栈的基础操作

C语言中关于堆栈的基础操作

在 C 语言中，堆栈是一种 后进先出（LIFO，Last In First Out） 的数据结构。堆栈的基础操作包括初始化、入栈（Push）、出栈（Pop）、查看栈顶元素（Peek/Top）、检查是否为空（IsEmpty） 等。以下是 C 语言实现堆栈的基础操作：

代码实现

1. 定义堆栈结构

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

#define MAX_SIZE 100  // 栈的最大容量

typedef struct Stack {
    int data[MAX_SIZE];  // 存储栈元素
    int top;             // 栈顶指针
} Stack;

2. 初始化堆栈

void initStack(Stack* stack) {
    stack->top = -1;  // 初始化栈顶指针为 -1，表示栈为空
}

3. 检查栈是否为空

int isEmpty(Stack* stack) {
    return stack->top == -1;  // 栈顶指针为 -1 时，栈为空
}

4. 检查栈是否已满

int isFull(Stack* stack) {
    return stack->top == MAX_SIZE - 1;  // 栈顶指针达到最大容量时，栈已满
}

5. 入栈操作（Push）

void push(Stack* stack, int value) {
    if (isFull(stack)) {
        printf("栈已满，无法插入元素 %d\n", value);
        return;
    }
    stack->data[++stack->top] = value;  // 栈顶指针先加1，再插入元素
}

6. 出栈操作（Pop）

int pop(Stack* stack) {
    if (isEmpty(stack)) {
        printf("栈为空，无法进行出栈操作\n");
        return -1;  // 返回 -1 表示出栈失败
    }
    return stack->data[stack->top--];  // 返回栈顶元素，并将栈顶指针减1
}

7. 查看栈顶元素（Peek/Top）

int peek(Stack* stack) {
    if (isEmpty(stack)) {
        printf("栈为空，无法查看栈顶元素\n");
        return -1;  // 返回 -1 表示栈顶元素不存在
    }
    return stack->data[stack->top];  // 返回栈顶元素
}

完整示例：测试堆栈操作

int main() {
    Stack stack;       // 定义一个栈
    initStack(&stack); // 初始化栈

    // 入栈操作
    push(&stack, 10);
    push(&stack, 20);
    push(&stack, 30);

    printf("栈顶元素: %d\n", peek(&stack)); // 查看栈顶元素

    // 出栈操作
    printf("出栈元素: %d\n", pop(&stack));
    printf("出栈元素: %d\n", pop(&stack));

    // 检查栈是否为空
    if (isEmpty(&stack)) {
        printf("栈已空\n");
    } else {
        printf("栈未空，栈顶元素: %d\n", peek(&stack));
    }

    return 0;
}

• Stack 结构体：

• 包含数组 data 存储栈元素，top 表示栈顶指针。

• 初始化操作：

• 将栈顶指针初始化为 -1 表示栈为空。

• 入栈和出栈：

• 入栈操作检查栈是否已满，出栈操作检查栈是否为空。

• 动态数组栈：

• 如果需要支持动态大小的栈，可用 malloc 动态分配内存替代固定大小的数组。