1、栈

（1）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。

（2）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。因为数组尾上插入数据的代价比较小。

Stack.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>typedef char STDataType;typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}SL;//初始化
void StackInit(SL* ps);//使用后销毁
void StackDestroy(SL* ps);//入栈
void StackPush(SL* ps, STDataType x);//出栈
void StackPop(SL* ps);//判断栈空
bool StackEmpty(SL* ps);//栈的大小
int StackSize(SL* ps);//栈顶元素
STDataType StackTop(SL* ps);

Stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include "Stack.h"//初始化
void StackInit(SL* ps)
{assert(ps);ps->a = NULL;ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}//使用后销毁
void StackDestroy(SL* ps)
{assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}//入栈
void StackPush(SL* ps, STDataType x)
{assert(ps);//如果栈满增容if (ps->top == ps->capacity){STDataType newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);if (tmp == NULL){printf("realloc fail\n");exit(-1);}else{ps->a = tmp;ps->capacity = newcapacity;}}ps->a[ps->top] = x;ps->top++;
}//出栈
void StackPop(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);ps->top--;
}//判断栈空
bool StackEmpty(SL* ps)
{assert(ps);return (ps->top == 0);
}//栈的大小
int StackSize(SL* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}//栈顶元素
STDataType StackTop(SL* ps)
{assert(ps);assert(ps->top > 0);return ps->a[ps->top-1];
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include "Stack.h"//void test()
//{
//	SL st;
//
//	StackInit(&st);
//	StackPush(&st, 1);
//	StackPush(&st, 2);
//	//StackPush(&st, 3);
//	//StackPush(&st, 4);
//
//	printf("%d\n", StackTop(&st));
//
//	StackPop(&st);
//
//	StackPush(&st, 3);
//	StackPush(&st, 4);
//
//	while (!StackEmpty(&st))
//	{
//		printf("%d ", StackTop(&st));
//		StackPop(&st);
//	}
//	printf("\n");
//
//	StackDestroy(&st);
//
//}bool isValid(char* s) {SL st;StackInit(&st);while (*s){if (*s == '(' || *s == '{' || *s == '['){StackPush(&st, *s);s++;}else{if (StackEmpty(&st))return false;char top = StackTop(&st);StackPop(&st);if ((*s == ')' && top != '(')|| (*s == ']' && top != '[')|| (*s == '}' && top != '{')){StackDestroy(&st);return false;}else{s++;}}}//栈为空，说明左括号都匹配完了bool ret = StackEmpty(&st);StackDestroy(&st);return ret;
}int main()
{//test();char a[] = { "{()}" };bool ret = isValid(a);printf("%d", ret);return 0;
}

2、队列

（1）队列的概念及结构

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，队列具有先进先出FIFO(First In First Out)

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

（2）队列的实现

Queue.h

#pragma once#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>typedef int QDataType;typedef struct QueueNode
{QDataType data;struct QueueNode* next;
}QNode;typedef struct Queue
{QNode* head;QNode* tail;
}Queue;//初始化
void QueueInit(Queue* pq);//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq);//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);//出队
void QueuePop(Queue* pq);//判断队空
bool QueueEmpty(Queue* pq);//队的大小
size_t QueueSize(Queue* pq);//队长
QDataType QueueFront(Queue* pq);//队尾
QDataType QueueBack(Queue* pq);

Queue.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include "Queue.h"//初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);pq->head = pq->tail = NULL;
}//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->head;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->head = pq->tail = NULL;
}//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));assert(newnode);newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->tail == NULL){pq->head = pq->tail = newnode;}else{pq->tail->next = newnode;pq->tail = newnode;}
}//出队
void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->head && pq->tail);if (pq->head->next == NULL){free(pq->head);pq->head = pq->tail = NULL;}else{QNode* next = pq->head->next;free(pq->head);pq->head = next;}
}//判断队空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);//return (pq->head == NULL) && (pq->tail == NULL);return pq->head == NULL;
}//队的大小
size_t QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);QDataType size = 0;QNode* cur = pq->head;while (cur){size++;cur = cur->next;}return size;
}//队长
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->head);return pq->head->data;
}//队尾
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->tail);return pq->tail->data;
}

Test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include "Queue.h"void test()
{Queue q;QueueInit(&q);QueuePush(&q, 1);QueuePush(&q, 2);QueuePush(&q, 3);QueuePush(&q, 4);printf("%d\n", QueueFront(&q));printf("%d\n", QueueBack(&q));/*while (!QueueEmpty(&q)){printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);}printf("\n");*/QueuePop(&q);while (!QueueEmpty(&q)){printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);}printf("\n");QueueDestroy(&q);
}int main()
{test();return 0;
}