（3）数据结构——栈（数组）实现

栈：是一种线性表，是一种限定在表尾进行杀入和删除操作的特殊线性表。

栈的数组实现：

ArrayStack.h

  1 /*********************************************************************
  2 *:
  3 *:
  4 *:          Author: dspeeding
  5 *:          Copyright (c) 2012, dspeeding
  6 *:
  7 *:        Created at: 2012.06.15
  8 *:     Last modified: 2012.06.15  
  9 *:             
 10 *:      Introduction: 数组栈（数据结构）的c实现
 11 *:                    
 12 *:
 13 *:*********************************************************************/
 14 #ifndef _ARRAYSTACK_H_
 15 #define _ARRAYSTACK_H_
 16 
 17 #include "ElemType.h"
 18 
 19 
 20 typedef struct TDefArrayStack
 21 {
 22     int nTop;
 23     int nMaxSize;
 24     PElemType pArray;
 25 }ArrayStack;
 26 
 27 typedef ArrayStack* PArrayStack;
 28 typedef const ArrayStack CArrayStack;
 29 typedef const ArrayStack* PCArrayStack;
 30 
 31 
 32 /****************************************
 33  Purpose :     初始化数组栈
 34  Input   :     pStack        -- 栈指针
 35              nMaxSize    -- 栈容量
 36  Return  :     0            --OK
 37             -1            --FAIL
 38 *****************************************/
 39 int InitArrayStack(PArrayStack pStack, int nMaxSize);
 40 
 41 
 42 /****************************************
 43  Purpose :     判断栈是否为空
 44  Input   :     pStack        -- 栈指针
 45  Return  :     0            --空
 46             -1            --非空
 47 *****************************************/
 48 int IsEmptyArrayStack(PArrayStack pStack);
 49 
 50 
 51 
 52 /****************************************
 53  Purpose :     判断栈是否已满
 54  Input   :     pStack        -- 栈指针
 55  Return  :     0            --满
 56             -1            --没满
 57 *****************************************/
 58 int IsFullArrayStack(PArrayStack pStack);
 59 
 60 
 61 /****************************************
 62  Purpose :     入栈
 63  Input   :     pStack        --栈指针
 64              pVal        --数据指针
 65  Return  :     0            --OK
 66             -1            --Fail
 67 *****************************************/
 68 int PushArrayStack(PArrayStack pStack, PCElemType pVal);
 69 
 70 
 71 
 72 /****************************************
 73  Purpose :     出栈
 74  Input   :     pStack        --栈指针
 75              pVal        --数据指针
 76  Return  :     0            --OK
 77             -1            --Fail
 78 *****************************************/
 79 int PopArrayStack(PArrayStack pStack, PElemType pVal);
 80 
 81 
 82 
 83 /****************************************
 84  Purpose :     取栈顶数据
 85  Input   :     pStack        --栈指针
 86              pVal        --数据指针
 87  Return  :     0            --OK
 88             -1            --Fail
 89 *****************************************/
 90 int GetTopArrayStack(PArrayStack pStack, PElemType pVal);
 91 
 92 
 93 
 94 /****************************************
 95  Purpose :     销毁栈
 96  Input   :     pStack        --栈指针
 97  Return  :     0            --OK
 98             -1            --Fail
 99 *****************************************/
100 int DestroyArrayStack(PArrayStack pStack);
101 
102 #endif

ArrayStack.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "ArrayStack.h"


/*************************************************************************
 Function:     InitArrayStack()
 Purpose :     初始化数组栈
 Input   :     pStack        -- 栈指针
             nMaxSize    -- 栈容量
 Return  :     0            --OK
            -1            --FAIL
 Modify  :
 Remark  :
 *************************************************************************/
int InitArrayStack(PArrayStack pStack, int nMaxSize)
{
    pStack->pArray = (PElemType)malloc((nMaxSize+1) * sizeof(ElemType));
    if(pStack->pArray == NULL)
    {
        /*申请内存空间失败*/
        return -1;
    }
    
    pStack->nMaxSize = nMaxSize;
    pStack->nTop = 0;
}

/*************************************************************************
 Function:     IsEmptyArrayStack()
 Purpose :     判断栈是否为空
 Input   :     pStack        -- 栈指针
 Return  :     0            --空
            -1            --非空
 Modify  :
 Remark  :
**************************************************************************/
int IsEmptyArrayStack(PArrayStack pStack)
{
    if(pStack->nTop == 0)
    {
        return 0;
    }
    return -1;
}

/*************************************************************************
 Function:     IsFullArrayStack()
 Purpose :     判断栈是否已满
 Input   :     pStack        -- 栈指针
 Return  :     0            --满
            -1            --没满
 Modify  :
 Remark  :
**************************************************************************/
int IsFullArrayStack(PArrayStack pStack)
{
    if(pStack->nTop == pStack->nMaxSize)
    {
        return 0;
    }
    return -1;
}

/*************************************************************************
 Function:     AgainMallocArrayStack()
 Purpose :     空间扩展为原来的2倍，原内容被自动拷贝到pStack所指向的存储空间中
 Input   :     pStack --栈指针
 Return  :     None
 Modify  :
 Remark  :
 *************************************************************************/
int AgainMallocArrayStack(PArrayStack pStack)
{
    int i;
    PElemType pTempData;
    pTempData = realloc(pStack->pArray, 2*pStack->nMaxSize*sizeof(ElemType));
    if(!pTempData)
    {
        /*动态存储空间分配失败*/
        return -1;
    }
    
    /*指向新的队列空间*/
    pStack->pArray = pTempData;
    
    
    pStack->nMaxSize = 2 * pStack->nMaxSize;
    
    return 0;
}

/*************************************************************************
 Function:     PushArrayStack()
 Purpose :     入栈
 Input   :     pStack        --栈指针
             pVal        --数据指针
 Return  :     0            --OK
            -1            --Fail
 Modify  :
 Remark  :
**************************************************************************/
int PushArrayStack(PArrayStack pStack, PCElemType pVal)
{
    if(IsFullArrayStack(pStack) == 0)
    {
        /*栈满*/
        if(AgainMallocArrayStack(pStack))
        {
            return -1;
        }
    }
    
    pStack->nTop += 1;
    memcpy(&pStack->pArray[pStack->nTop], pVal, sizeof(ElemType));
    return 0;
}

/*************************************************************************
 Function:     PopArrayStack()
 Purpose :     出栈
 Input   :     pStack        --栈指针
             pVal        --数据指针
 Return  :     0            --OK
            -1            --Fail
 Modify  :
 Remark  :
**************************************************************************/
int PopArrayStack(PArrayStack pStack, PElemType pVal)
{
    if(IsEmptyArrayStack(pStack) == 0)
    {
        /*栈空*/
        return -1;
    }
    
    memcpy(pVal, &pStack->pArray[pStack->nTop], sizeof(ElemType));
    memset(&pStack->pArray[pStack->nTop], 0, sizeof(ElemType));
    pStack->nTop -= 1;
    
    return 0;
}

/*************************************************************************
 Function:     GetTopArrayStack()
 Purpose :     取栈顶数据
 Input   :     pStack        --栈指针
             pVal        --数据指针
 Return  :     0            --OK
            -1            --Fail
 Modify  :
 Remark  :
**************************************************************************/
int GetTopArrayStack(PArrayStack pStack, PElemType pVal)
{
    if(IsEmptyArrayStack(pStack) == 0)
    {
        /*栈空*/
        return -1;
    }
    
    memcpy(pVal, &pStack->pArray[pStack->nTop], sizeof(ElemType));
    
    return 0;
}

/*************************************************************************
 Function:     DestroyArrayStack()
 Purpose :     销毁栈
 Input   :     pStack        --栈指针
 Return  :     0            --OK
            -1            --Fail
 Modify  :
 Remark  :
**************************************************************************/
int DestroyArrayStack(PArrayStack pStack)
{
    if(pStack->pArray != NULL)
    {
        free(pStack->pArray);
        pStack->nTop = 0;
    }
    
    return 0;
}

数据元素 ElemType.h

#ifndef _ELEMTYPE_H_
#define _ELEMTYPE_H_

/*定义需要的数据类型，这里可以是基本数据类型，也可以是结构体数据类型，
  结构体中最好不要使用指针，使用结构体时请包含相关头文件*/
typedef int ElemType;
typedef ElemType* PElemType;
typedef const ElemType* PCElemType;


/****************************************
 Purpose :     打印数据
 Input   :     pVal --要被打印的数据
 Return  :     None
*****************************************/
 void visit(PCElemType pVal);

#endif

ElemType.c

#include <stdio.h>
#include "ElemType.h"
/*************************************************************************
 Purpose :     打印输出数据
 Input   :     pVal --要被打印的数据
 Return  :     None
 Modify  :
 Remark  :
 *************************************************************************/
 void visit(PCElemType pVal)
 {
    printf("%d\n",*pVal);
 }

testmain.c

 1 #include <stdio.h>
 2 #include "ArrayStack.h"
 3 
 4 int main()
 5 {
 6     ElemType arr[7]={2,5,3,1,4,8,10};
 7     ArrayStack mStack;
 8     int i;
 9     ElemType outData;
10     
11     InitArrayStack(&mStack, 4);
12     for(i=0;i<7;i++)
13     {
14         if(PushArrayStack(&mStack, &arr[i]))
15         {
16             printf("push stack fail\n");
17         }
18     }
19     
20     if(PopArrayStack(&mStack, &outData))
21     {
22         printf("pop stack fail\n");
23     }
24     visit(&outData);
25     
26     
27     int a1 = 80;
28     if(PushArrayStack(&mStack, &a1))
29     {
30         printf("push stack fail\n");
31     }
32     
33     
34     if(GetTopArrayStack(&mStack, &outData))
35     {
36         printf("getTop stack fail\n");
37     }
38     visit(&outData);
39     
40     
41     while(IsEmptyArrayStack(&mStack))
42     {
43         if(PopArrayStack(&mStack, &outData))
44         {
45             printf("pop stack fail\n");
46         }
47         visit(&outData);
48     }
49     
50     DestroyArrayStack(&mStack);
51     
52     return 0;
53 }

后边会继续写出栈的链式实现及相关的栈的应用。

posted on 2013-08-07 11:30 dspeeding 阅读(328) 评论(0) 编辑收藏举报