栈：一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底。栈中的元素遵循后进先出LIFO（Last In First Out）的原则。
压栈：栈的插入操作叫做压栈（进栈/入栈），入数据在栈顶。
出栈：栈的删除操作叫做出栈，出数据也在栈顶。
栈的实现一般可以使用数组或者链表实现。
链表的实现：每次入栈一个元素，向链表中添加一个节点，出栈一个元素，释放一个节点。通常我们将链表的头部作为栈顶，尾部作为栈底。
可能会有同学有疑问，为什么将链表的头部作为栈顶，尾部作为栈底呢？
因为栈具有“后进先出”的特点，如果每次在链表的尾部进行插入和删除，就要遍历整个链表来找到尾节点。而在头部进行插入和删除时，只需根据头指针即可找到链表的首元素结点。而无需遍历链表。所以链式栈的出，入栈通过对链表进行头删和头插来实现。
数组的实现：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比较小。
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top; // 栈顶
int capacity; // 容量
}ST;
// 初始化栈
void StackInit(ST* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(ST* ps);
// 入栈
void StackPush(ST* ps, STDataType x);
// 出栈
void StackPop(ST* ps);
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps);
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps);
// 检测栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);
初始化栈
void StackInit(ST* ps)
{
assert(ps);
ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
if (ps->a == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
ps->capacity = 4;
ps->top = 0;
}
销毁栈
void StackDestroy(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->a = NULL;
ps->top = ps->capacity = 0;
}
入栈
void StackPush(ST* ps,STDataType x)
{
assert(ps);
if (ps->top == ps->capacity)// 满容量
{
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * ps- >capacity * 2);
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
exit(-1);
}
ps->a = tmp;
ps->capacity *= 2;
}
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
出栈
void StackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->top > 0);
ps->top--;
}
获取栈顶元素
STDataType StackTop(ST* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->top > 0);
return ps->a[ps->top - 1];
}
获取栈中有效元素个数
int StackSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
检测栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return (ps->top == 0);
}
队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列遵循先进先出FIFO（First In First Out）的原则。
入队列：进行插入操作的一端称为队尾；
出队列：进行删除操作的一端称为队头。
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。
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct Queue* next;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* head;
QNode* tail;
int size;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq,QDataType x);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* pq);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
// 获取队列尾部元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
// 检测队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->head = NULL;
pq->tail = NULL;
pq->size = 0;
}
销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
while (cur != NULL)
{
QNode* del = cur;
cur = cur->next;
free(del);
}
pq->head = pq->tail = NULL;
pq->size = 0;
}
队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->tail == NULL)
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
}
pq->size++;
}
队头出队列
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
if (pq->head->next == NULL)
{
free(pq->head);
pq->head = pq->tail = NULL;
}
else
{
QNode* del = pq->head;
pq->head = pq->head->next;
free(del);
}
pq->size--;
}
获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}
获取队列尾部元素
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}
检测队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}
获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}