C语言编程数据结构栈与队列的全面讲解示例教程

typedef int STDataType;//方便将来如果需要其他类型的数据，可以直接修改int的类型
typedef struct Stack
{
	STDataType*a;//栈底指针
	int top;//栈顶标号
	int capacity;//容量
}ST;

#include<assert.h>
#include<stdlib.h>//malloc函数头文件
void StackInit(ST*ps)//栈初始化
{
	assert(ps);//防止传过来的指针是空指针
	ps->a = (STDataType)malloc(sizeof(STDataType) * 4);//malloc开辟一块空间出来，由STDataType类型进行管理
	//malloc，及后文出现的realloc、free函数详情见笔者动态内存管理文章
	if (ps->a == NULL)
	{
		printf("realloc fail\n");
		exit(-1);//终止程序
	}
	ps->capacity=4;
	//这里以开辟4个数据容量大小的栈为例，你也可以写其他数字
	//如果压栈的时候内存不够，可以在后面提到的压栈函数里面进行扩容
	ps->top = 0;//刚开始栈里没有值时，用top=0标记，后续每放入一个top++
	//关于top详细用法请往下看1.3压栈部分
}

#include<assert.h>//assert函数头文件
#include<stdlib.h>//realloc函数头文件
void StackPush(ST*ps, STDataType x)//栈顶插入数据（入栈）
{
	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		STDataType*tmp = realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDataType));
		//realloc是在原先开辟的空间上继续往后开辟一块空间，详细见笔者动态内存文章
		//扩容一般扩2倍
		if (tmp == NULL)//扩容失败（比如内存已经不够你再开辟空间了）会返回空指针
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1);//终止程序
		}
		else
		{
			ps->a = tmp;
			ps->capacity *= 2;
		}
	}
	ps->a[ps->top] = x;//a是一个指针，a[x]==*(a+x)
	ps->top++;
}

void StackPop(ST*ps)//栈顶删除数据（出栈）
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);//栈空了，调用Pop，直接中止程序报错
	ps->top--;
}

STDataType StackTop(ST*ps)//取栈顶数据
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);//栈空了，调StackTop，直接中止程序报错
	return ps->a[ps->top - 1];//top是栈顶元素下一个位置,top-1是栈顶元素
	//a[m]==*(a+m)
}

int StackSize(ST*ps)//栈的数据个数
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

int StackEmpty(ST*ps)//判断栈是不是空
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}

typedef int QDataType;
typedef struct Queuenode
{
	struct QueueNode*next;
	QDataType data;
}QNode;//这里和单链表定义一样，有需要的可以看一下笔者之前的单链表文章
typedef struct Queue//定义一个结构体存储头节点地址和尾节点地址，方便后面头删和尾插
{
	QNode*head;
	QNode*tail;
}Queue;

void QueueInit(Queue*pq)队列初始化,pq是一个结构体指针
{
	assert(pq);//判断pq是否是空指针
	pq->head  = NULL;
	pq->tail = NULL;
}

void QueuePush(Queue*pq, QDataType x)//入队（队尾入）
{
	assert(pq);
	QNode*newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));//开辟出一块空间给newnode
	if (newnode == NULL)//有可能剩余内存不够开辟空间，malloc开辟失败会返回空指针
	{
		printf("开辟空间失败\n");
		exit(-1);//退出程序
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	if (pq->tail == NULL)//原先队列里没有任何数据，头和尾指针都指向NULL
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
}

    if (pq->tail == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}

void QueuePop(Queue*pq)//出队（队头出）
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);//要出队，队里也要有数据可以出	
	//原队列只有1个数据
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	//原队列有多个数据
	else
	{
		QNode*next = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}
}

QDataType QueueFront(Queue*pq)//取队头数据
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);
	return pq->head->data;
}

QDataType QueueBack(Queue*pq)//取队尾数据
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);
	return pq->tail->data;
}

int QueueSize(Queue*pq)//队内数据个数
{
	assert(pq);
	int size = 0;
	QNode*cur = pq->head;
	while (cur)//cur!=NULL进行循环,NULL是遍历完tail之后出现的
	{
		size++;
		cur = cur->next;
	}
	return size;
}

bool QueueEmpty(Queue*pq)
{
	assert(pq);
	return pq->head == NULL;
}

void QueueDestory(Queue*pq)//队列销毁
{
	assert(pq);
	QNode*cur = pq->head;
	while (cur)//cur!=NULL进行循环,NULL是遍历完tail之后出现的
	{
		QNode*next = cur->next;
		free(cur);//free是释放指向的空间，指针还是在的
		cur = next;
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
}