#yyds干货盘点#算法开启小码农栈血脉

PHP小丑

栈
栈的概念及结构
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。==栈中的数据元素遵守==后进先出==LIFO（Last In First Out）的原则。
压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/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
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比较小。==

栈节点

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
  STDataType* a;
  int top;     //栈顶
  int capacity;  //容量
}ST;

栈初始化函数StackInit

//栈初始化函数
void StackInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = NULL;
  ps->top = 0;
  ps->capacity = 0;
}

入栈函数StackPush

//入栈函数
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->top == ps->capacity)//判断是否扩容
  {
    int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
    STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a,newcapacity*sizeof(STDataType));
    if (!tmp)
    {
      printf("relloc fail\n");
      exit(-1);
    }
    ps->a = tmp;
    ps->capacity = newcapacity;
  }
  //扩容扩好以后把数据给过去
  ps->a[ps->top] = x;
  ps->top++;
}

==提前把栈销毁函数写好==
栈销毁函数StackDestroy

//栈销毁函数
void StackDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
  ps->capacity = ps->top = 0;
}

出栈函数StackPop

//出栈函数
void StackPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top>0);
  ps->top--;    
}

判断栈是否为空 函数StackEmpty

//判断栈是否为空函数
bool StackEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}

取栈顶元素函数StackTop

//取栈顶部函数
STDataType StackTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  return ps->a[ps->top - 1];
}

栈大小函数StackSize

//栈大小函数
int StackSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}

遍历栈

while (!StackEmpty(&stack))
  {
    printf("%d ", StackTop(&stack));
    StackPop(&stack);
  }

代码
Stack.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
  STDataType* a;
  int top;     //栈顶
  int capacity;  //容量
}ST;
//栈初始化函数
extern void StackInit(ST* ps);
//栈销毁函数
extern void StackDestroy(ST* ps);
//入栈函数
extern void StackPush(ST* ps, STDataType x);
//出栈函数
extern void StackPop(ST* ps);
//取栈顶部函数
extern STDataType StackTop(ST* ps);
//栈大小函数
extern int StackSize(ST* ps);
//判断栈是否为空函数
extern bool StackEmpty(ST* ps);

Stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
//栈初始化函数
void StackInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = NULL;
  ps->top = 0;
  ps->capacity = 0;
}
//入栈函数
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->top == ps->capacity)//判断是否扩容
  {
    int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
    STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a,newcapacity*sizeof(STDataType));
    if (!tmp)
    {
      printf("relloc fail\n");
      exit(-1);
    }
    ps->a = tmp;
    ps->capacity = newcapacity;
  }
  //扩容扩好以后把数据给过去
  ps->a[ps->top] = x;
  ps->top++;
}
//栈销毁函数
void StackDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
  ps->capacity = ps->top = 0;
}
//出栈函数
void StackPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top>0);
  ps->top--;    
}
//取栈顶部函数
STDataType StackTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  return ps->a[ps->top - 1];
}
//栈大小函数
int StackSize(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top;
}
//判断栈是否为空函数
bool StackEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
void Test1()
{
  ST stack = { 0 };
  StackInit(&stack);
  StackPush(&stack, 1);
  StackPush(&stack, 2);
  StackPush(&stack, 3);
  StackPush(&stack, 4);
  //遍历栈
  while (!StackEmpty(&stack))
  {
    printf("%d ", StackTop(&stack));
    StackPop(&stack);
  }
  printf("\n");
  StackDestroy(&stack);
}
int main()
{
  Test1();
  return 0;
}

练习
例1有效的括号

typedef char STDataType;
typedef struct Stack
{
  STDataType* a;
  int top;     //栈顶
  int capacity;  //容量
}ST;
//栈初始化函数
void StackInit(ST* ps)
{
  assert(ps);
  ps->a = NULL;
  ps->top = 0;
  ps->capacity = 0;
}
//栈销毁函数
void StackDestroy(ST* ps)
{
  assert(ps);
  free(ps->a);
  ps->a = NULL;
  ps->capacity = ps->top = 0;
}
//入栈函数
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
  assert(ps);
  if (ps->top == ps->capacity)//判断是否扩容
  {
    int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
    STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a,newcapacity*sizeof(STDataType));
    if (!tmp)
    {
      printf("relloc fail\n");
      exit(-1);
    }
    ps->a = tmp;
    ps->capacity = newcapacity;
  }
  //扩容扩好以后把数据给过去
  ps->a[ps->top] = x;
  ps->top++;
}
//判断栈是否为空函数
bool StackEmpty(ST* ps)
{
  assert(ps);
  return ps->top == 0;
}
//取栈顶部函数
STDataType StackTop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(!StackEmpty(ps));
  return ps->a[ps->top - 1];
}
//出栈函数
void StackPop(ST* ps)
{
  assert(ps);
  assert(ps->top>0);
  ps->top--;    
}
bool isValid(char * s){
  ST st = {0};
  StackInit(&st);
  while(*s)
  {
    //如果是左括号就入栈
    if(*s == '(' 
    || *s == '{' 
    || *s == '[')
    {
      //入栈
      StackPush(&st,*s);
      s++;
    }
    else
    {   
       if(StackEmpty(&st))   
       {
        StackDestroy(&st);
        return false;
       }
       //出栈
       STDataType tmp = StackTop(&st);
       StackPop(&st);
       if(*s == '}' && tmp != '{'
       || *s == ']' && tmp != '['
       || *s == ')' && tmp != '(')
       {
         StackDestroy(&st);
         return false;
       }       
       else
       {
         s++;
       }       
    }
  }
  //如果栈不是空说明还有左括号
  bool ret = StackEmpty(&st);
  StackDestroy(&st);
  return ret;
}