C 語言數據結構入門：順序棧與循環隊列完整實現與解析

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C 語言數據結構入門：順序棧與循環隊列完整實現與解析

棧（LIFO）與隊列（FIFO）是最基礎的線性結構。本文提供基於數組的順序棧、循環隊列 C 實現，含初始化、入棧/出棧、入隊/出隊、判空、進制轉換演示、隨機測試等完整代碼。

順序棧實現

#define MAXSIZE 20
typedef int SElemType;
typedef struct { SElemType data[MAXSIZE]; int top; } SqStack;

Status InitStack(SqStack* s) { s->top = -1; return 1; }
Status Push(SqStack* s, SElemType e) {
    if (s->top == MAXSIZE-1) return 0; // 滿
    s->data[++s->top] = e; return 1;
}
Status Pop(SqStack* s, SElemType* e) {
    if (s->top == -1) return 0; // 空
    *e = s->data[s->top--]; return 1;
}

應用演示：十進制轉八進制

void Conversion() {
    SqStack* s = malloc(sizeof(SqStack)); InitStack(s);
    int N; scanf("%d", &N);
    while (N) { Push(s, N % 8); N /= 8; }
    int e; while (s->top != -1) { Pop(s, &e); printf("%d", e); }
    free(s);
}

利用棧「後進先出」特性，自動反轉餘數序列，輸出正確八進制數。

循環隊列實現

typedef struct { QElemType Data[MAXSIZE]; int front, rear; } XHQueue;

void InitQueue(XHQueue* Q) { Q->front = Q->rear = 0; }
Status EnQueue(XHQueue* Q, QElemType e) {
    if ((Q->rear + 1) % MAXSIZE == Q->front) return 0; // 滿：留一空位區分空滿
    Q->Data[Q->rear] = e; Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXSIZE; return 1;
}
Status DeQueue(XHQueue* Q, QElemType* e) {
    if (Q->front == Q->rear) return 0; // 空
    *e = Q->Data[Q->front]; Q->front = (Q->front + 1) % MAXSIZE; return 1;
}
Status IsEmpty(XHQueue* Q) { return Q->front == Q->rear; }

關鍵設計：模運算實現循環

front 指向隊頭元素，rear 指向隊尾下一位置。(rear+1)%MAXSIZE == front 判滿，犧牲一個存儲單元換取 O(1) 判空/判滿，避免數據搬移。

測試主程序

int main() {
    XHQueue* Q = malloc(sizeof(XHQueue)); InitQueue(Q);
    EnQueue(Q, 2); EnQueue(Q, 0); EnQueue(Q, 1); EnQueue(Q, 5);
    int Re; while (!IsEmpty(Q)) { DeQueue(Q, &Re); printf("%d", Re); }
    free(Q); return 0;
}

輸出：2015，驗證先進先出特性。