1.思考-1
为什么栈用数组来模拟比用链表来模拟更优一些？
队列也可以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，时间复杂度为O(n)。
2.栈基本操作的实现
2.1 初始化栈
void StackInit(stack*ps)
{
assert(ps);
ps->_a = (StackDate*)malloc(sizeof(StackDate) * 4);
ps->_top = 0;
ps->_capacity = 4;
}
2.2 入栈
void StackPush(stack*ps, StackDate x)
{
assert(ps);
if (ps->_top == ps->_capacity)
{
stack*tmp = (StackDate*)realloc(ps, sizeof(StackDate)*(ps->_capacity) * 2);
if (NULL == tmp)
{
printf("realloc failed\n");
exit(-1);
}
ps = tmp;
ps->_capacity *= 2;
}
ps->_a[ps->_top] = x;
ps->_top++;
}
2.3 出栈
void StackPop(stack*ps)
{
assert(ps);
assert(!StackIsEmpty(ps));
--ps->_top;
}
注意： 出栈并不是真正意义上的删除数据，而是将_top向后挪动了一个位置。
2.4 获取栈顶数据
StackDate StackTop(stack*ps)
{
assert(ps);
assert(!StackIsEmpty(ps));
return ps->_a[ps->_top - 1];
}
2.5 获取栈中有效元素个数
int StackSize(stack*ps)
{
assert(ps);
return ps->_top;
}
2.6 判断栈是否为空
bool StackIsEmpty(stack*ps)
{
assert(ps);
return ps->_top == 0;
}
2.7 销毁栈
void StackDestory(stack*ps)
{
assert(ps);
free(ps->_a);
ps->_a = NULL;
ps->_top = ps->_capacity = 0;
}
3.测试
3.1 测试
void test()
{
//插入数据
stack st;
StackInit(&st);
StackPush(&st,1);
StackPush(&st,2);
StackPush(&st,3);
StackPush(&st,4);
while (!StackIsEmpty(&st))
{
printf("%d ", StackTop(&st));
StackPop(&st);
}
printf("\n");
//获取栈顶数据
StackPush(&st, 1);
StackPush(&st, 2);
printf("%d ", StackTop(&st));
printf("\n");
//栈中有效数据个数
printf("%d ", StackSize(&st));
//销毁栈
StackDestory(&st);
}
3.2 测试结果
4.思考-2
为什么队列用链表模拟比数组模拟更加合适？
栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入数据的代价小。
5.队列的基本操作实现
5.1 初始化队列
void QueueInit(Queue*pq)
{
assert(pq);
pq->_head = pq->_tail = NULL;
}5.2 队尾入队列
void QueuePush(Queue*pq, QueueDate x)
{
assert(pq);
QueueNode*newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
if (NULL == newnode)
{
printf("malloc failed\n");
exit(-1);
}
newnode->next = NULL;
newnode->val = x;
if (NULL == pq->_tail)
{
pq->_head = pq->_tail = newnode;
}
else
{
pq->_tail->next = newnode;
pq->_tail = newnode;
}
}5.3 队头出队列
void QueuePop(Queue*pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueIsEmpty(pq));
if (NULL == pq->_head->next)
{
free(pq->_head);
pq->_head = pq->_tail = NULL;
}
else
{
QueueNode*next = pq->_head->next;
free(pq->_head);
pq->_head = next;
}
}代码分析：
5.4 队列中有效元素的个数
int QueueSize(Queue*pq)
{
assert(pq);
int count = 0;
QueueNode*cur = pq->_head;
while (cur)
{
++count;
cur = cur->next;
}
return count;
}
5.5 判断队列是否为空
bool QueueIsEmpty(Queue*pq)
{
assert(pq);
return pq->_head == NULL;
}
5.6 获取队头数据
QueueDate QueueFront(Queue*pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueIsEmpty(pq));
return pq->_head->val;
}
5.7 获取队尾的数据
QueueDate QueueBack(Queue*pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueIsEmpty(pq));
return pq->_tail->val;
}
5.8 销毁队列
void QueueDestory(Queue*pq)
{
assert(pq);
while (pq->_head)
{
if (pq->_head == pq->_tail)
{
free(pq->_head);
pq->_head = pq->_tail = NULL;
}
else
{
QueueNode*next = pq->_head->next;
free(pq->_head);
pq->_head = next;
}
}
}
注意： 和队头出队列一样分析。
6.测试
6.1 测试
void test1()
{
//插入数据
Queue q;
QueueInit(&q);
QueuePush(&q, 1);
QueuePush(&q, 2);
QueuePush(&q, 3);
QueuePush(&q, 4);
//有效数据的个数
printf("%d ", QueueSize(&q));
printf("\n");
//获取队头数据
printf("%d",QueueFront(&q));
printf("\n");
//获取队尾数据
printf("%d",QueueBack(&q));
printf("\n");
//出队
QueuePop(&q);
while (!QueueIsEmpty(&q))
{
printf("%d ", QueueFront(&q));
QueuePop(&q);
}
printf("\n");
//销毁
QueueDestory(&q);
printf("\n");
}
6.2 测试结果
今天数据结构栈与队列的相关知识点就分享到这里了，感谢你的浏览，如果对你有帮助的话，可以给个关注，顺便来个赞。
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