C 語言靜態數組實現棧：最簡模型、邊界檢查、完整封裝

靜態數組棧：教學與嵌入式首選

棧是「先進後出」（LIFO）結構，靜態數組實現最直觀：一個數組存數據，一個 top 索引指向棧頂。適合最大容量可預估、極度追求速度、無動態分配環境（如單片機）的場景。

核心數據結構

#define STACK_SIZE 50
static int stack[STACK_SIZE];
static int top_element = -1;   // -1 代表空棧

六大基本操作

1. 判空 isEmpty

int isEmpty() { return top_element == -1; }

2. 判滿 isFull

int isFull() { return top_element == STACK_SIZE - 1; }

3. 壓入 push

void push(int value) {
    if (!isFull()) stack[++top_element] = value;
    else printf("棧滿，壓入失敗\n");
}

4. 彈出 pop

void pop() {
    if (!isEmpty()) top_element--;
    else printf("棧空，彈出失敗\n");
}

5. 取棧頂 top（不修改結構）

int top() {
    if (!isEmpty()) return stack[top_element];
    return -32768;              // 約定錯誤值
}

6. 列印 printStack（從頂向下）

void printStack() {
    printf("靜態數組棧內容：");
    if (top_element == -1) { printf("空棧\n"); return; }
    for (int i = top_element; i >= 0; i--) printf("%d ", stack[i]);
    printf("\n");
}

測試主程序

int main() {
    push(4); push(6); push(1); push(9); push(2); push(8);
    printStack();               // 8 2 9 1 6 4

    pop(); pop(); pop(); pop(); // 彈出 4 個
    printf("經過 pop 後："); printStack(); // 6 4

    printf("棧頂元素: %d\n", top());       // 6
    return 0;
}

關鍵細節對比：pop vs top

擴容痛點與替代方案

• 靜態數組無法擴容：編譯期固定 STACK_SIZE，溢出只能報錯。
• 需動態容量 → 改用 realloc 動態數組或單鏈表（見前文）。
• 多棧共享大數組 → 「多棧共享空間」技巧，但實現複雜。

完整代碼獲取

GitHub：Stack_StaticArray，含 Makefile 可直接 make run。