栈，C语言实现

什么是数据结构？

数据结构是什么？要了解数据结构，我们要先明白数据和结构，数据就是一些int char 这样的变量，这些就是数据，如果你是一个篮球爱好者，那么你的球鞋就是你的数据，结构就是怎么把这些数据排列组合，怎么把数据摆放好才能方便你找到这些数据，把数据和结构合在一起理解就是所谓的数据结构，简单点，就是处理数据的方式方法。

平时在家里面，你有没有随便摆放自己的鞋子，然后要找鞋子的时候要花费非常多是时间，可能你老婆也很生气，每天都乱摆鞋子导致她打扫卫生非常麻烦，然后有一天，你买了一个非常酷的鞋架，有了这个鞋架之后，你的鞋子终于有家了，这个鞋架就是起到处理鞋子的作用了。

什么是栈？

栈可以理解为数据结构中的一种，这种数据结构的特点是先进去的人「数据」后出来，就像下面的图片一样，如果栈是一个洞，人「数据」只能从洞的一个口进去，然后出来也只能从一个口出来，而且洞的宽度就只能容纳一个人「数据」，好了，那先进去的那个人「数据」最傻逼了，一定要等后面进来的人「数据」都先出去了才能出去。

用C 语言实现一个栈

我写代码是很水的，之前有一个同学写了一个栈让我检查，我看了下，好像我写代码的能力比他厉害一些，代码比较简单，然后讲一下几个比较重要的函数，希望大家在面试的时候，随手就甩出一个栈砸死面试官，哈哈。

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

struct List{
	int data;
	struct List * next;
};

struct Stack{
	struct List *head;
	int size;
};


struct Stack * StackInit(void)
{
	struct Stack *stack = NULL;
	stack =  (struct Stack*)malloc(sizeof(struct Stack));
	stack->head = (struct List *)malloc(sizeof(struct List));
	stack->head->next = NULL;
	stack->size = 0;
	return stack;
}

int StackPush(struct Stack *stack,int data)
{
	struct List *tmp = (struct List *)malloc(sizeof(struct List));
	tmp->data = data;
	tmp->next = stack->head->next;
	stack->head->next = tmp;
	stack->size++;
	//printf("push:%d \n",data);
	return 0;
}

int IsStackEmpty(struct Stack *stack)
{
	/*如果头指针指向下一个为空，说明栈为空*/
	if(stack->head->next == NULL)
		return 1;
	else
		return 0;
}

int StackPop(struct Stack *stack,int *data)
{
	struct List *tmp = NULL;
	if(IsStackEmpty(stack))
		return -1;
		
	tmp = stack->head->next;
	*data = tmp->data;
	stack->head->next = tmp->next;
	stack->size--;
	free(tmp);
	
	//printf("pop:%d \n",*data);
	return 0;
}


int main(void)
{
	int i = 0;
	struct Stack *stack = NULL;
	stack = StackInit();
	for(i = 0;i<5;i++)
	{
		StackPush(stack,i);
	}
	for(i = 0;i<5;i++)
	{
		int data = 0;
		StackPop(stack,&data);
		printf("%d ",data);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

1-栈头部

栈头部，也就是栈顶指针，我们用指针单链表实现一个栈，一定要知道这个栈顶的指针，有头就有栈，没有头，这个栈也就跨了。

struct Stack *stack = NULL;
	stack = StackInit();

这个就是定义一个栈，也就是malloc出来一个内存，专门存这个栈顶的。

2-出栈

出栈的方法跟我之前说的差不多，只不过出栈代码上需要做判断。

int StackPop(struct Stack *stack,int *data)
{
	struct List *tmp = NULL;
	if(IsStackEmpty(stack))
		return -1;
		
	tmp = stack->head->next;
	*data = tmp->data;
	stack->head->next = tmp->next;
	stack->size--;
	free(tmp);
	
	//printf("pop:%d \n",*data);
	return 0;
}

先判断这个栈是不是空的，是不是空的判断方法就是通过判断head->next的指针是否为空。

然后把head->next 这个位置的数据取出来，取出来后，再把head->next的指针指向 取出来这个位置 的next 位置。

然后再记得free掉。就Ok了。

3-入栈

入栈的操作和出栈的操作刚好相反，就是改变一下位置和指针的指向。

int StackPush(struct Stack *stack,int data)
{
	struct List *tmp = (struct List *)malloc(sizeof(struct List));
	tmp->data = data;
	tmp->next = stack->head->next;
	stack->head->next = tmp;
	stack->size++;
	//printf("push:%d \n",data);
	return 0;
}

用数组来实现一个栈

数组本身是一种数据结构，使用数组实现一个栈也是非常简单方便的，大家请看。

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

/*栈的大小*/
#define LENGHT (100)

struct Stack{
	int stack_array[LENGHT];
	unsigned int size;//栈动态长度
};


struct Stack * StackInit(void)
{
	struct Stack *stack = NULL;
	stack =  (struct Stack*)malloc(sizeof(struct Stack));
	stack->size = 0;
	return stack;
}

int StackPush(struct Stack *stack,int data)
{
	if(stack->size >= LENGHT)
	{
		printf("stack is full\n");
		return (-1);
	}
	stack->stack_array[stack->size] = data;
	stack->size++;
	//printf("push:%d size:%d\n",data,stack->size);
	return 0;
}

int IsStackEmpty(struct Stack *stack)
{
	/*如果头指针指向下一个为空，说明栈为空*/
	if(stack->size == 0)
		return 1;
	else
		return 0;
}

int StackPop(struct Stack *stack,int *data)
{
	stack->size--;
	if(IsStackEmpty(stack))
		return -1;
		
	*data = stack->stack_array[stack->size];
	
	//printf("pop:%d size:%d\n",*data,stack->size);
	return 0;
}


int main(void)
{
	int i = 0;
	struct Stack *stack = NULL;
	stack = StackInit();
	for(i = 0;i<20;i++)
	{
		StackPush(stack,i);
	}
	for(i = 0;i<21;i++)
	{
		int data = 0;
		StackPop(stack,&data);
		printf("%d \n",data);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

总结

既然有栈，就会有和栈不一样的数据结构，有一种数据结构叫做队列，栈的数据结构特点是先进后出，队列的数据结构特点是先进先出，有点意思，栈和队列做驱动的同学很少需要自己写代码实现，正常情况下都是SDK集成了方法，直接调用接口就好了，但是写应用的同学，经常要自己实现一个栈或者队列，特别是大企业面试，这些算是非常基础的题目，最好是闭着眼睛就能写出来的那种。