数据结构之栈
目录
1 简介
2 栈的基本概念
3 代码实现
4 代码解析（部分）
4.1 初始化栈
4.2 入栈
4.3 出栈
4.4 只读获取栈顶元素（peek）
4.5 判断是否为空
4.6 获取栈大小
4.7 十进制转换为二进制
5 核心操作分析
6 总结
1 简介
栈（Stack）是一种线性数据结构，遵循“后进先出（LIFO, Last In First Out）”的原则。本文基于顺序存储方式实现栈的初始化、入栈、出栈、获取栈顶元素、判断是否为空、获取栈大小及十进制转二进制等操作。
相比链式栈，顺序存储的栈操作更加简单，访问速度更快，适用于数据量较小且需要快速存取的场景，如表达式求值、函数调用管理、深度优先搜索等。
2 栈的基本概念
栈的基本操作包括：
-
入栈（push）：向栈顶添加元素
-
出栈（pop）：移除栈顶元素
-
获取栈顶元素（peek）：获取但不移除栈顶元素
-
判断是否为空（empty）
-
获取栈大小（size）
栈的顺序存储采用数组实现，栈顶指针用于管理栈的状态。
typedef struct stack {int data[32]; // 数组存储栈元素int top; // 栈顶下标
} Stack;3 代码实现
// stack.c
// 顺序存储的栈#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>typedef struct stack
{int data[32]; // 数组int top; // 栈顶下标
} Stack;void init(Stack *stack);
bool empty(Stack *stack);
void clear(Stack *stack);
void push(Stack *stack, int n);
int pop(Stack *stack);
int poll(Stack *stack); // 只读 peek
int size(Stack *stack);
void convert(Stack *stack, int n); // 十进制转换为二进制int main(int argc, char const *argv[])
{Stack *stack = malloc(sizeof(Stack));init(stack);convert(stack, 10);printf("栈大小:%d\n", size(stack));push(stack, 1);push(stack, 2);push(stack, 3);printf("栈大小:%d\n", size(stack));pop(stack);pop(stack);printf("栈大小:%d\n", size(stack));return 0;
}// 十进制转换为二进制
void convert(Stack *stack, int n)
{while (n){push(stack, n % 2);n /= 2;}while (!empty(stack)){printf("%d", pop(stack));}printf("\n");
}// 初始化栈
void init(Stack *stack)
{stack->top = -1;
}// 栈的大小
int size(Stack *stack)
{return stack->top + 1;
}// 入栈
void push(Stack *stack, int n)
{if (stack->top == 31){printf("栈已满\n");return;}stack->data[stack->top + 1] = n;stack->top++;
}// 出栈
int pop(Stack *stack)
{if (empty(stack)){printf("栈为空\n");return -1;}return stack->data[stack->top--];
}// 只读 peek
int poll(Stack *stack)
{if (empty(stack)){printf("栈为空\n");return -1;}return stack->data[stack->top];
}// 判断栈是否为空
bool empty(Stack *stack)
{return stack->top == -1;
}// 清空栈
void clear(Stack *stack)
{stack->top = -1;
}4 代码解析（部分）
4.1 初始化栈
void init(Stack *stack) {stack->top = -1;
}初始化时，将 top 设为 -1，表示栈为空。
4.2 入栈
void push(Stack *stack, int n) {if (stack->top == 31) {printf("栈已满\n");return;}stack->data[++stack->top] = n;
}如果栈已满，则拒绝插入新元素，否则将 top 递增并存入数据。
4.3 出栈
int pop(Stack *stack) {if (empty(stack)) {printf("栈为空\n");return -1;}return stack->data[stack->top--];
}如果栈为空，则返回 -1，否则弹出栈顶元素并减少 top。
4.4 只读获取栈顶元素（peek）
int peek(Stack *stack) {if (empty(stack)) {printf("栈为空\n");return -1;}return stack->data[stack->top];
}获取栈顶元素但不移除。
4.5 判断是否为空
bool empty(Stack *stack) {return stack->top == -1;
}如果 top == -1，表示栈为空。
4.6 获取栈大小
int size(Stack *stack) {return stack->top + 1;
}栈的大小即 top + 1。
4.7 十进制转换为二进制
void convert(Stack *stack, int n) {while (n) {push(stack, n % 2);n /= 2;}while (!empty(stack)) {printf("%d", pop(stack));}printf("\n");
}将十进制数 n 依次求余入栈，然后逐个弹出即得到二进制表示。
5 核心操作分析
6 总结
本文介绍了栈的基本概念及其顺序存储的实现方式。通过栈，我们可以快速完成数据的压入和弹出操作，实现 LIFO 结构。代码实现了栈的基本功能，并通过一个十进制转换二进制的例子展示了栈的实际应用。
相比链式存储，顺序存储的栈适用于固定大小的场景，具有更高的访问效率。栈在程序设计中广泛用于递归、表达式求值、函数调用管理等。
源码地址：0321/stack.c · jkh111/Niuer_C - 码云 - 开源中国
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