## 介绍  

栈是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，一般情况下只有一个出入口，从栈顶进从栈顶出。入栈push，出栈pop。  
varch的堆栈和队列实现逻辑很类似，队列有两个端口，循环模式数据在指定空间内循环的存储，而堆栈只有一个端口，一般情况从栈顶出入栈，栈底数据在指定空间的低地址段而栈顶数据在高地址端。   
* 容量  
容量也就是在使用过程中最多能存多少个栈数据，比如，容量为10的栈，最多能存10个栈数据，存满后，再想入栈就入不了。varch的栈存储是连续地址的，是有限容量的栈。  
    

## 接口  

### 创建和删除stack对象  
```c
stack_t stack_create(int dsize, int capacity, void *base);
void stack_delete(stack_t stack);
#define stack(type, capacity) // 为了更简便的使用，对stack_create套一层宏定义
#define _stack(stack) // 对stack_delete套一层宏定义，并在stack删除后置为空
```
其中**stack_t**为stack的结构体，创建方法则会返回一个stack对象，创建失败则返回NULL，其中`dsize`传入数据的大小，`capacity`传入栈容量，`*base`传入缓冲区地址（可以不传入，不传入的话就会自动分配capacity大小的空间以来存储栈数据）。删除方法则是删除传入的stack对象。创建方法和删除应该成对使用，创建出来在结束使用应该删除掉。  
```c
void test(void)
{
    stack_t stack = stack(int, 10); // 定义并创建一个int型容量为10的stack
    _stack(stack); // 成对使用，用完即删除
}
```

### stack的入栈和出栈  
```c
int stack_push(stack_t stack, void* data);
int stack_pop(stack_t stack, void* data);
```
这两个方法可以很方便的把数据添加到栈和从栈弹出，`push`方法`data`传入需要入队数据的地址，`pop`方法`data`传入需要接收出队数据的地址，这两个方法`data`都可以传入NULL，那只是一个占位。操作成功返回1，失败返回0。   
```c
void test(void)
{
    stack_t stack = stack(int, 10);
	int i = 0;

	for (i = 0; i < stack_capacity(stack); i++)
	{
		stack_push(stack, &i);
	}
	stack_pop(stack, NULL);
	stack_pop(stack, NULL);

    _stack(stack); // 成对使用，用完即删除
}
```


### stack的大小、容量和数据大小  
```c
int stack_size(stack_t stack);
int stack_capacity(stack_t stack);
int stack_dsize(stack_t stack);
```
stack的`capacity`就是创建时候指定的容量，能存多少个栈元素，`size`是栈有多少个元素，`dsize`也就是创建时候传入的数据的大小，比如`int`，`dsize`就是`sizeof(int)`。    
```c
void test(void)
{
    stack_t stack = stack(int, 10);
	int i = 0;

	for (i = 0; i < stack_capacity(stack); i++)
	{
		stack_push(stack, &i);
	}
	stack_pop(stack, NULL);
	stack_pop(stack, NULL);
	printf("stack capacity=%d, size=%d, dsize=%d\r\n", stack_capacity(stack), stack_size(stack), stack_dsize(stack));

	_stack(stack);
}
```
结果：
```
stack capacity=10, size=8, dsize=4
```

### stack数据的读写    
```c
void* stack_data(stack_t stack, int index);
#define stack_at(stack, type, i)
```
`stack_data`方法就是根据索引来获取数据的地址，返回的则是指定的数据的地址，NULL则是失败。而`stack_at`则是在`stack_data`的基础上加多类型。  
 
```c
void test(void)
{
    stack_t stack = stack(int, 10);
	int i = 0;

	for (i = 0; i < stack_capacity(stack); i++)
	{
		stack_push(stack, &i);
	}
	stack_pop(stack, NULL);
	stack_pop(stack, NULL);
	for (i = 0; i < stack_size(stack); i++)
	{
		printf("stack[%d] = %d\r\n", i, stack_at(stack, int, i));
	}

	_stack(stack);
}
```
结果： 
```
stack[0] = 0
stack[1] = 1
stack[2] = 2
stack[3] = 3
stack[4] = 4
stack[5] = 5
stack[6] = 6
stack[7] = 7
```

### stack数据存储索引  

```c
#define stack_index(stack, index)
```
其实`stack_index`实际就是与`index`相对应，超出范围失败返回-1。  
一般情况下，这个方法应用不多，也是在`stack_create`方法是传入了`base`，在`base`地址上来使用`stack_index`获取栈数据。  

### stack空栈和满栈  
```c
int stack_empty(stack_t stack);
int stack_full(stack_t stack);
```
这两个方法实际就是stack的`size`的大小关系，等于0为空，等于容量则满。  

## 源码解析  

### stack结构体  

stack容器的所有结构体都是隐式的，也就是不能直接访问到结构体成员的，这样子的方式保证了模块的独立与安全，防止外部调用修改结构体的成员导致stack存储结构的破坏。所以stack解析器只留了唯一一个stack的声明在头文件，然后结构体的定义都在源文件。只能使用stack容器提供的方法对stack对象进行操作。  
stack类型声明
```c
typedef struct STACK *stack_t;
```
使用时候，只是用`stack_t`即可。  

```c
typedef struct STACK
{
	void* base;						/* base address of data */
	int cst;						/* base const */
	int dsize;						/* size of stack data */
	int capacity;					/* capacity of stack */
	int top;						/* index of stack top */
} STACK;
```
`STACK`结构体中包含了5个成员，`base`（栈结构数据缓冲区的基地址），`cst`（指示base的空间是否是create方法时候传进来），`dsize`（每个数据的大小），`capacity`（栈的容量），`top`（指示下一个栈数据索引，也就是`top`就表示`size`）。  

stack容器最主要的问题就是解决数据先进后出的问题，其他创建删除是完成空间的初始化等基本初始化操作。  

```c
#define at(i) (((unsigned char *)(stack->base))+(i)*(stack->dsize)) /* address of void array */
int stack_push(stack_t stack, void* data)
{
	if (!stack) return 0;
	if (stack_full(stack)) return 0; // 入栈之前先判断栈是否满了
	if (data) memcpy(at(stack->top), data, stack->dsize); // 将数据复制到栈顶
	stack->top++; // 栈顶增加
	return 1;
}
int stack_pop(stack_t stack, void* data)
{
	if (!stack) return 0;
	if (stack_empty(stack)) return 0; // 出栈之前先判断栈是否为空
	stack->top--; // 因为top指向下一个数据的索引，所以这里要先减1了
	if (data) memcpy(data, at(stack->top), stack->dsize); // 再将数据复制出去
	return 1;
}
```