學習整理：堆棧和隊列——數組、鏈表的基礎實現

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堆棧、隊列是整個數據結構的重要基礎，這里總結了用鏈表和數組來實現堆、隊列的創立，出隊、入隊、出棧、入棧的過程。

思路總結：

首先是堆棧，堆棧具有先進后出的特點，實現的思路有兩種，其一是利用結體中的數組，預設好最大值，然后對結構體內的堆棧值進行操作。

先來嘗試鏈表方法：

首先聲明一個結構體以及要去實現的出棧入棧函數：

typedef struct example{
    int data;
    struct example *pNext;
}STACK,* PSTACK;
int Pushstakc(PSTACK,int);//入棧
int Popstack(PSTACK);//出棧
PSTACK crateStack();//建立一個棧

 

然后下面是具體的函數操作：

PSTACK crateStack(){//聲明一個堆棧
    PSTACK stack;
    stack=(PSTACK)malloc(sizeof(STACK));
    stack->pNext=NULL;
    stack->data=NULL;
    return(stack);
}
int Pushstakc(PSTACK stack,int numb){//實現入棧
    PSTACK TemStack;
    TemStack=(PSTACK)malloc(sizeof(STACK));//聲明一個臨時鏈表，將要入棧的數據存放進去
    TemStack->data=numb;
    TemStack->pNext=stack->pNext;//將數據入棧
    stack->pNext=TemStack;//重新構建指針指向
    return(1);
}
int Popstack(PSTACK stack){//實現出棧
    PSTACK TempStack;int TempNumber;
    if(stack->pNext==NULL){//判別是否是一個空棧
        puts("no stack to pop");
        return(0);
    }
    TempStack=stack->pNext;
    stack->pNext=TempStack->pNext;//出棧，與入棧同理
    TempNumber=TempStack->data;
    free(TempStack);//將臨時空間釋放
    return(TempNumber);
}

另一種方法是通過數組來實現堆棧的創立：

首先聲明一個結構體及其函數：

typedef struct example{
    int top;//代替指針，表明棧的高度
    int Maxsize;
    int *data;
}STACK,* PSTACK;
PSTACK createStack(int);
int PushStack(PSTACK,int);
int PopStack(PSTACK);

下面是函數實現的具體過程：

PSTACK createStack(int maxsize){
    PSTACK stack;
    stack=(PSTACK)malloc(sizeof(STACK));
    if(stack==NULL)
        return(0);
    stack->Maxsize=maxsize;
    stack->data=(int *)malloc(maxsize * sizeof(int));
    stack->top=-1;//初始化TOP值為1
    return(stack);
}
int PushStack(PSTACK stack,int numb){
    if(stack->top==stack->Maxsize){
        puts("full!");
        return(0);
    }
    stack->top++;
    stack->data[stack->top]=numb;
    return(1);
}
int PopStack(PSTACK stack){
    if(stack->top==-1){
        puts("NO MORE DATA!");
        return(0);
    }
    return(stack->data[(stack->top)--]);
}

隊列的思路和棧不一樣，一個是最基本的先進先出特點不一樣，其次是，構建一個環形隊列，需要兩個指標，一個是表示隊列頭部的Front，和表示隊列尾部的Rear(這里的代碼把rear和Front寫反了)

首先仍然是聲明一個結構體和相關函數：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct example{
    int *data;
    int Front;
    int rear;
    int CurrentSize;//用於判斷隊列是否滿了
    int MaxSize;
}STACK,* PSTACK;
int PushStack(PSTACK,int);
PSTACK creatPstack(int);
int PopStack(PSTACK);

對於一個普通的循環隊列來說，我們認為如果REAR=Front則隊列滿了，然而實際上這也可能是一個空隊列，針對這樣的情況我們認為可以通過倆個方法，一個是減少隊列個事，使得首位不相交，另一個方法是設立一個CurrenSize指標，記錄隊列的大小，為了更加方便理解，這里使用了SIZE指標而非前者。

STACK creatPstack(int numb){
    PSTACK stack;
    stack=(PSTACK)malloc(sizeof(STACK));
    stack->data=(int * )malloc(numb * sizeof(int));
    stack->Front=NULL;
    stack->rear=NULL;
    stack->MaxSize=numb;
}
int PushStack(PSTACK stack,int numb){
    if(stack->Front==stack->MaxSize){
        puts("reach the max capability");
        return(0);
    }
    stack->rear=(stack->rear++)%(stack->MaxSize);//用這種方式可以輕松解決了在遇到6變成0的情況
    stack->data[stack->rear]=numb;
    return(1);
}
int PopStack(PSTACK stack){
    int TempNumber;
    if(stack->MaxSize==0){
        puts("it is empty!");
        return(0);
    }
    stack->Front=(stack->Front++)%(stack->MaxSize);
    TempNumber=stack->data[stack->Front];
    return(TempNumber);
}