C_栈和队列(ADT)-栈的表示和实现

堆栈是一个在计算机科学中经常使用的抽象数据类型。堆栈中的物体具有一个特性： 最后一个放入堆栈中的物体总是被最先拿出来， 这个特性通常称为后进先出(LIFO)队列。 堆栈中定义了一些操作。 两个最重要的是PUSH和POP。 PUSH操作在堆栈的顶部加入一 个元素。POP操作相反， 在堆栈顶部移去一个元素， 并将堆栈的大小减一。(图片和解释引用百度百科)

栈底指针是不动的，插入，删除都是对栈顶指针进行移动

基本操作的实现：栈的构造，判空，插入，删除，清空，销毁，打印

栈的定义：

typedef struct{
	ElemType	*base;			//栈底指针 
	ElemType	*top;			//栈顶指针 
	int 		stacksize;		
}SqStack;

栈的基本操作:

/*操作构造一个空栈S。*/
InitStack(&S);

/*初始条件：栈S已存在。*/
/*操作结果：栈S被销毁。*/
DestroyStack(&S);
 
/*初始条件：栈S已存在。*/
/*操作结果：将S清为空栈。*/
ClearStack(&S);

/*初始条件：栈S已存在。*/
/*操作结果:若栈S为空栈，则返回TRUE，否则FALSE*/
StackEmpty(S);

/*初始条件：栈S已存在。*/
/*操作结果：返回S的元素个数，即栈的长度。*/
StackLength(S);

/*初始条件：栈S已存在且非空。*/
/*操作结果：用e返回S的栈顶元素。*/
GetTop(S,&e);

/*初始条件：栈S已存在。*/
/*操作结果：插入元素e为新的栈顶元素。*/ 
Push(&S,e);

/*初始条件:栈S已存在且非空。*/
/*操作结果：删除S的栈顶元素，并用e返回其值。*/
Pop(&S,&e);

/*初始条件：栈S已存在且非空。*/
/*操作结果:输出对栈中的元素进行*/
void PrintStack(s); 

构造一个空栈====

Status InitStack(SqStack &s)
{//构建一个空栈S。 
	s.base=(ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*(sizeof(ElemType)));
	if(!s.base)
	{
		printf("建栈失败！\n");
		return ERROR; 
	}else{
		s.top=s.base;			//栈底和栈顶指针指向同一块内存 
		s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
		return OK; 
	}
}

销毁栈====

Status DestroyStack(SqStack &s)
{//销毁栈s,s不再存在。 
	s.top=s.base;
	free(s.base);
	s.base=NULL;		//释放后一定要指向NULL，避免出现野指针 
	s.top=NULL;
	return OK;
}

清空栈====

ClearStack(&S);

Status ClearStack(SqStack &s)
{//将S清为空栈。 
	s.top=s.base;	//栈顶和栈底指针指向同一块内存此时栈中就没有其它元素 
	s.stacksize=0;	
	return OK;
}

判空栈====

Status StackEmpty(SqStack s)
{//若栈S为空栈，则返回TRUE，否则FALS。 
	if(s.top==s.base)
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}

判断栈中的长度====

Status StackLength(SqStack s)
{//返回S的元素个数，即栈的长度.。 
	return s.top-s.base;
}

得到栈顶元素(用e返回)====

Status GetTop(SqStack s,ElemType &e)
{//用e返回S的栈顶元素 。 
	if(StackEmpty(s))
	{
		printf("这是一个空栈！");
		return ERROR;
	}else{
		s.top--;
		e=*s.top;
		return OK;
	}
}

栈顶插入数据元素e====

Status Push(SqStack &s,ElemType e)
{//插入元素e为新的栈顶元素。
	if(StackLength(s)==STACK_INIT_SIZE)
	{
		ElemType *temp=(ElemType*)realloc(s.base,(STACK_INIT_SIZE+STACKINCREMENT)*(sizeof(ElemType)));  
		if(!temp)
			return ERROR;
		s.base=temp;
		s.top=s.base+STACK_INIT_SIZE;
		s.stacksize=STACK_INIT_SIZE+STACKINCREMENT;
		*(s.top++)=e;
		return OK;
	}else{
		*s.top=e;
		s.top++;
		return OK; 
	}
}

删除栈顶元素====

Status Pop(SqStack &s,ElemType &e)
{//删除S的栈顶元素，并用e返回其值
	if(StackEmpty(s))
	{
		printf("这是一个空栈\n");
		return ERROR; 
	}else{
		e=*(--s.top);
		return OK;
	}
}

显示栈中的数据元素====

void PrintStack(SqStack s)
{//显示栈中的元素 
	if(StackEmpty(s))
	{
	printf("栈中没有数据元素！\n");
	}
	while(s.top!=s.base)
	{
		printf("%d ",*(--s.top));
	}	
	printf("\n");
}

嗯下面就是在VC上的测试：

#include
#include
#include
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OVERFLOW -2
#define STACK_INIT_SIZE  100	//存储空间初始化分配量
#define STACKINCREMENT	 10		//存储空间分配增量 
typedef int ElemType;
typedef int Status;
typedef struct{
	ElemType	*base;			//栈底指针 
	ElemType	*top;			//栈顶指针 
	int 		stacksize;		
}SqStack;

Status InitStack(SqStack &s)
{//构建一个空栈S。 
	s.base=(ElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*(sizeof(ElemType)));
	if(!s.base)
	{
		printf("建栈失败！\n");
		return ERROR; 
	}else{
		s.top=s.base;			//栈底和栈顶指针指向同一块内存 
		s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
		return OK; 
	}
}

Status DestroyStack(SqStack &s)
{//销毁栈s,s不再存在。 
	s.top=s.base;
	free(s.base);
	s.base=NULL;		//释放后一定要指向NULL，避免出现野指针 
	s.top=NULL;
	return OK;
}

Status ClearStack(SqStack &s)
{//将S清为空栈。 
	s.top=s.base;	//栈顶和栈底指针指向同一块内存此时栈中就没有其它元素 
	s.stacksize=0;	
	return OK;
}

Status StackEmpty(SqStack s)
{//若栈S为空栈，则返回TRUE，否则FALS。 
	if(s.top==s.base)
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}

Status StackLength(SqStack s)
{//返回S的元素个数，即栈的长度.。 
	return s.top-s.base;
}

Status GetTop(SqStack s,ElemType &e)
{//用e返回S的栈顶元素 。 
	if(StackEmpty(s))
	{
		printf("这是一个空栈！");
		return ERROR;
	}else{
		s.top--;
		e=*s.top;
		return OK;
	}
}

Status Push(SqStack &s,ElemType e)
{//插入元素e为新的栈顶元素。
	if(StackLength(s)==STACK_INIT_SIZE)
	{
		ElemType *temp=(ElemType*)realloc(s.base,(STACK_INIT_SIZE+STACKINCREMENT)*(sizeof(ElemType)));  
		if(!temp)
			return ERROR;
		s.base=temp;
		s.top=s.base+STACK_INIT_SIZE;
		s.stacksize=STACK_INIT_SIZE+STACKINCREMENT;
		*(s.top++)=e;
		return OK;
	}else{
		*s.top=e;
		s.top++;
		return OK; 
	}
}

Status Pop(SqStack &s,ElemType &e)
{//删除S的栈顶元素，并用e返回其值
	if(StackEmpty(s))
	{
		printf("这是一个空栈\n");
		return ERROR; 
	}else{
		e=*(--s.top);
		return OK;
	}
}

void PrintStack(SqStack s)
{//显示栈中的元素 
	if(StackEmpty(s))
	{
	printf("栈中没有数据元素！\n");
	}
	while(s.top!=s.base)
	{
		printf("%d ",*(--s.top));
	}	
	printf("\n");
}
int main()
{
	int n;
	int ch;
	int num;
	SqStack stack;
	InitStack(stack);
	if(InitStack)
		printf("栈构建成功！\n"); 
	else
		printf("栈构建失败!\n");
	printf("************************************\n");
	printf("1、插入栈顶元素\n2、删除栈顶元素\n3、返回栈顶元素\n");
	printf("4、返回栈的长度\n5、判断是否空栈\n6、清空栈内元素\n");
	printf("7、输出栈内元素\n8、销毁栈\n9、退出操作");
	printf("************************************\n");
	printf("请选择接下来要进行的操作：");
	while(scanf("%d",&ch)&&ch!=9) 
	{
		if(ch==1){
				printf("请输入入栈个数:");
				scanf("%d",&num);
				printf("请依次输入入栈元素数据:\n");
				for(int i=0;i