顺序栈习题

题目：

设计一个进制转换程序，使用顺序栈设计一个把十进制数转换为十六进制数的接口，实现当通过键盘输入一个非负的十进制数，可以在终端输出对应的十六进制数。

例如：

100 --> 0x64 --> 100%16 = 4 --> 100/16 = 6 6%16 = 6

题目分析：

该题需要对用户输入的十进制数用短除法取余，并且把取余的数从栈顶存储到顺序栈中，在从栈顶依次输出数据，体现栈的”先进后出“的特点；

因为转换的是十六进制，所以需要考虑当余数大于9时用字母A~F进行表示；
顺序栈内存储的数据会存在字母A~F情况，所以在出栈输出时，统一采用 ”%c”输出，那么在入栈时，需将存储的数据转换成ASII码进行存储

因为采用的是顺序栈，需要提前决定栈的容量，所以需要创建一个足够大的顺序栈

算法实现：

/*********************************************************************
*
*	name	 :	SeqStack_BaseConversion
*	function : 根据用户输入的非负数十进制数，利用顺序栈转换为十六进制数
				并在终端输出
*	argument :  
*				@Manager  :顺序栈的地址
*				
*	retval	 :  调用成功返回新的栈地址
*	author	 :  790557054@qq.com
*	date	 :  2024/04/25
* 	note	 :  none
* 	
* *****************************************************************/
void SeqStack_BaseConversion(SeqStack_t *Manager)
{
	//定义一个字符变量 用于存储用户输入的十进制数
	DataType_t data = 0;
	printf("Please input a Decimal number :\n ");
	scanf("%d", &data);


	//对读取到的数进行判断
	if(data < 0 )
	{
		printf("Please input the correct number !\n");
		getchar();
		return;
	}
	//定义一个循环变量
	DataType_t i = 0;
	//对获取的非负十进制数进行取余操作，并且将余数存储进顺序栈中
	for (i = data; i > 16;i = i /16)
	{
		if(i>16)
		{
			//余数入栈
			if((i%16) > 9)
			{
				SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+55);
			}
			else 
				SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+48);

			continue;
		}

		SeqStack_Push(Manager, i+48);
	}

	SeqStack_Push(Manager, i+48);


	//输出十六进制数
	printf("%d = 0x", data);
	for (int i = Manager->Top;i>=0 ;i--)
	{
		printf("%c", SeqStack_Pop(Manager));
	}

	printf("\n");

	return;
}

整体代码展示：

/*******************************************************************
 *
 *	file name:	SequenceStack_demo.c
 *	author	 :  790557054@qq.com
 *	date	 :  2024/04/25
 *	function :  该案例是利用顺序栈实现一个将十进制转换成十六进制
 * 	note	 :  None
 *
 *	CopyRight (c)  2023-2024   790557054@qq.com   All Right Reseverd
 *
 * *****************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>

//指的是顺序栈中的元素的数据类型，用户可以根据需要进行修改
typedef int  DataType_t;

//构造记录顺序栈SequenceStack各项参数(栈底地址+栈容量+栈顶元素的下标)的结构体
typedef struct SequenceStack
{
	DataType_t * Bottom;		//记录栈底地址
	unsigned int Size;			//记录栈容量
	int			 Top;      		//记录栈顶元素的下标	

}SeqStack_t;
/*********************************************************************
*
*	name	 :	SeqStack_Create
*	function :  创建一个空的顺序栈，并为记录顺序栈信息的结构体
				申请堆内存，并进行初始化即可！
*	argument :  
*				@size  :栈的容量大小
*				
*	retval	 :  调用成功返回顺序栈的地址
*	author	 :  790557054@qq.com
*	date	 :  2024/04/25
* 	note	 :  none
* 	
* *****************************************************************/
//创建顺序表并对顺序栈进行初始化
SeqStack_t * SeqStack_Create(unsigned int size)
{
	//1.利用calloc为顺序栈的管理结构体申请一块堆内存
	SeqStack_t *Manager = (SeqStack_t *)calloc(1,sizeof(SeqStack_t));

	if(NULL == Manager)
	{
		perror("calloc memory for manager is failed");
		exit(-1); //程序异常终止
	}

	//2.利用calloc为所有元素申请堆内存
	Manager->Bottom = (DataType_t *)calloc(size,sizeof(DataType_t));

	if (NULL == Manager->Bottom)
	{
		perror("calloc memory for Stack is failed");
		free(Manager);
		exit(-1); //程序异常终止
	}

	//3.对管理顺序栈的结构体进行初始化（元素容量 + 最后元素下标）
	Manager->Size = size;	//对顺序栈中的容量进行初始化
	Manager->Top = -1;		//由于顺序栈为空，则栈顶元素的下标初值为-1
	
	return Manager;
}
/*********************************************************************
*
*	name	 :	SeqStack_IsFull
*	function : 判断顺序栈是否已满
*	argument :  
*				@Manager  :顺序栈的地址
*				
*	retval	 :  调用成功返回bool型，满了则返回true，没满返回false
*	author	 :  790557054@qq.com
*	date	 :  2024/04/25
* 	note	 :  none
* 	
* *****************************************************************/
bool SeqStack_IsFull(SeqStack_t *Manager)
{
	return (Manager->Top + 1 == Manager->Size) ? true : false;
}
/*********************************************************************
*
*	name	 :	SeqStack_Push
*	function : 根据栈的特性，把新元素从栈顶入栈，也就是从数组的尾部进行元素插入
*	argument :  
*				@Manager  :顺序栈的地址
				@Date  	  :要入栈的数据
*				
*	retval	 :  调用成功返回bool型，满了则返回true，没满返回false
*	author	 :  790557054@qq.com
*	date	 :  2024/04/25
* 	note	 :  none
* 	
* *****************************************************************/
//入栈
bool SeqStack_Push(SeqStack_t *Manager, DataType_t Data)
{
	//1.判断顺序栈是否已满
	if ( SeqStack_IsFull(Manager) )
	{
		printf("SeqStack Full is Full!\n");
		return false;
	}

	//2.如果顺序栈有空闲空间，则把新元素添加到顺序栈的栈顶
	Manager->Bottom[++Manager->Top] = Data;

	return true;
}

/*********************************************************************
*
*	name	 :	SeqStack_IsEmpty
*	function : 	判断顺序栈是否为空
*	argument :  
*				@Manager  :顺序栈的地址
*				
*	retval	 :  调用成功返回bool型，空了则返回true，没空返回false
*	author	 :  790557054@qq.com
*	date	 :  2024/04/25
* 	note	 :  none
* 	
* *****************************************************************/
bool SeqStack_IsEmpty(SeqStack_t *Manager)
{
	return (-1 == Manager->Top) ? true : false;
}
/*********************************************************************
*
*	name	 :	SeqStack_Pop
*	function : 根据栈的特性，把元素从栈顶出栈，也就是把元素从数组的尾部把元素删除
*	argument :  
*				@Manager  :顺序栈的地址
*				
*	retval	 :  调用成功返回新的栈地址
*	author	 :  790557054@qq.com
*	date	 :  2024/04/25
* 	note	 :  none
* 	
* *****************************************************************/
//出栈
DataType_t SeqStack_Pop(SeqStack_t *Manager)
{
	DataType_t temp = 0;  //用于存储出栈元素的值

	//1.判断顺序栈是否为空
	if ( SeqStack_IsEmpty(Manager) )
	{
		printf("SeqStack is Empty!\n");
		return;
	}
	
	//2.由于删除了一个元素，则需要让顺序栈的栈顶元素下标-1
	temp = Manager->Bottom[Manager->Top--];

	return temp;
}

/*********************************************************************
*
*	name	 :	SeqStack_BaseConversion
*	function : 根据用户输入的非负数十进制数，利用顺序栈转换为十六进制数
				并在终端输出
*	argument :  
*				@Manager  :顺序栈的地址
*				
*	retval	 :  调用成功返回新的栈地址
*	author	 :  790557054@qq.com
*	date	 :  2024/04/25
* 	note	 :  none
* 	
* *****************************************************************/
void SeqStack_BaseConversion(SeqStack_t *Manager)
{
	//定义一个字符变量 用于存储用户输入的十进制数
	DataType_t data = 0;
	printf("Please input a Decimal number :\n ");
	scanf("%d", &data);


	//对读取到的数进行判断
	if(data < 0 )
	{
		printf("Please input the correct number !\n");
		getchar();
		return;
	}
	//定义一个循环变量
	DataType_t i = 0;
	//对获取的非负十进制数进行取余操作，并且将余数存储进顺序栈中
	for (i = data; i > 16;i = i /16)
	{
		if(i>16)
		{
			//余数入栈
			if((i%16) > 9)
			{
				SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+55);
			}
			else 
				SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+48);

			continue;
		}

		SeqStack_Push(Manager, i+48);
	}

	SeqStack_Push(Manager, i+48);


	//输出十六进制数
	printf("%d = 0x", data);
	for (int i = Manager->Top;i>=0 ;i--)
	{
		printf("%c", SeqStack_Pop(Manager));
	}

	printf("\n");

	return;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
	//创建一个容量足够大的顺序栈
	SeqStack_t *SequenceStack = SeqStack_Create(1000000000);

	//执行进制转换算法
	while(1)
	{
		SeqStack_BaseConversion(SequenceStack );
	}



	return 0;
}

结果展示：

算法设计待优化点：

顺序栈的容量是否能够随着用户输入值所需空间大小变化
用户不输入整型数，算法怎么识别并返回初始状态

posted @ 2024-04-25 16:56 飞子的唠唠叨阅读(28) 评论(0) 编辑收藏举报

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