数据结构：栈与队列定义及 C 语言实现

在数据结构的学习中，栈和队列是绕不开的基础线性结构。它们本质上都是对数组或链表的"规则化封装"——通过限制数据的存取方式，满足不同场景的需求。栈遵循"先进后出（LIFO）"，像弹匣一样只能从顶端操作；队列遵循"先进先出（FIFO）"，像排队办事一样有序流转。

一、概念：两种'秩序'的本质区别

栈和队列的核心差异在于数据操作的顺序规则，这一规则直接决定了它们的应用场景和实现逻辑。

1. 栈

栈（Stack）遵循**后进先出（Last In First Out, LIFO）**原则，就像我们日常叠放的盘子——最后放上去的盘子，必须最先拿下来。这种结构对数据操作施加了严格限制：所有插入和删除操作都只能在栈的顶端（栈顶）完成，不支持随机访问中间元素。

生活中的'撤销操作'、程序中的函数调用栈，都是栈结构的典型体现：最新的操作或调用始终处于'栈顶'，需要时优先被处理。

2. 队列

队列（Queue）遵循**先进先出（First In First Out, FIFO）**原则，类似银行柜台前排队的人群——最先排队的人，最先办理业务。与栈不同，队列的操作分为两端：只能在队列的尾部（队尾）插入元素，在队列的头部（队头）删除元素，同样不支持随机访问。

操作系统的进程调度、打印机的任务队列，都依赖队列的'顺序处理'特性，确保任务按提交顺序公平执行。

二、栈的实现

栈的实现有两种经典方案：数组实现（顺序栈）和链表实现（链栈）。两者各有优劣，需根据实际场景选择——数组实现效率高但需预分配空间，链表实现动态扩容但有指针开销。

1. 数组实现（顺序栈）

数组实现的核心是用一个数组存储元素，并通过一个'栈顶指针'（通常是整数索引）标记栈顶位置。初始时栈顶指针为 0（表示栈空），压栈时指针加 1，弹栈时指针减 1。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
// 栈存储的数据类型
typedef int STDataType;
// 栈（基于动态数组实现）
typedef struct stack {
    STDataType* a; // 动态数组，存储栈元素
     top;       
     capacity;  
};

  {
    assert(ps);
    ps->a =(STDataType* ) ((STDataType)*);
     (ps->a == ) {
        perror();
        ;
    }
    ps->capacity = ;
    ps->top = ;
}

  {
    assert(ps);
    (ps->a);
    ps->a = ;
    ps->capacity = ;
    ps->top = ;
}

  {
    assert(ps);
     (ps->capacity == ps->top) {
        STDataType* tmp =(STDataType*)(ps->a, (STDataType)**ps->capacity );
         (tmp == ) {
            perror();
            ;
        }
        ps->a = tmp;
        ps->capacity = ps->capacity * ;
    }
    ps->a[ps->top++] = x;
}

  {
    assert(ps);
    assert(!STEmpty(ps));
    ps->top--;
}

  {
    assert(ps);
     ps->top;
}

  {
    assert(ps);
     ps->top == ;
}

STDataType  {
    assert(ps);
    assert(!STEmpty(ps));
     ps->a[ps.top - ];
}