C#上机练习(2)顺序栈的基本操作

1.上机目的

(1)掌握栈的顺序存储结构表示和实现方法。
(2)掌握顺序栈的入栈和出栈等基本操作算法实现。
(3)了解栈在解决实际问题中的简单应用。

2.上机内容

利用顺序栈的基本操作实现将任意一个十进制整数转化为R进制（二进制、八进制）整数，主要包括：
(1)定义栈的顺序存取结构
(2)分别定义栈的基本操作（初始化栈、判栈为空、出栈、入栈等）
(3)定义一个函数来解决上面问题：

• 十进制整数X和R作为形参

• 初始化栈

• 只要Ｘ不为０重复做下列动作
  将Ｘ％Ｒ入栈
  X=X/R

• 只要栈不为空重复做下列动作
  栈顶出栈
  输出栈顶元素

3. 数据结构描述；（所用存储结构的C#描述）

栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。
要搞清楚这个概念，首先要明白”栈“原来的意思，如此才能把握本质。栈,存储货物或供旅客住宿的地方,可引申为仓库、中转站，所以引入到计算机领域里，就是指数据暂时存储的地方，所以才有进栈、出栈的说法。
栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。栈具有记忆作用，对栈的插入与删除操作中，不需要改变栈底指针。
顺序栈定义如下

class SqStackClass
{
     
	const int MaxSize = 100;
	public string[] data;
	public int top;
	public SqStackClass()
	{
     
		data = new string[MaxSize];
		top = -1;
	}
}

定义接口

public interface IStackDS    //定义接口
{
     
	bool StackEmpty();  //  判断栈是否为空，若空栈，返回真，否则返回假。
	bool Push(string e);        //  进栈，将元素e插入到栈中作为栈顶元素。
	bool Pop(ref string e);     //  出栈，从栈中退出栈顶元素，并将其赋值给e。
	bool GetTop(ref string e);  //  取栈顶元素，返回当前的栈顶元素，并将其赋值给e
}

4．详细程序清单；（每一个基本运算都应有注释）

核心代码

1. 判断栈是否为空

public bool StackEmpty()    //若栈顶指针top为-1表示空栈
{
     
	return (top == -1);
}

2. 进栈

public bool Push(string x)  //在栈不满的条件下，先将栈顶指针增1，然后在该位置上插入元素e
{
     
	if (top==MaxSize-1) //栈上溢出时，返回false
	{
     
		return false;
	}
	top++;          //栈顶指针增1
	data[top] = x;
	return true;
}

3. 出栈

public bool Pop(ref string e)   //在出栈运算中，在栈不为空的条件下，先将栈顶元素赋值给1
{
     
	if (StackEmpty())   //栈下溢出时，返回false
	{
     
		return false;
	}
	e = data[top];  //取栈顶指针位置的元素
	top--;          //栈顶指针减1
	return true;
}

4. 取栈顶元素

public bool GetTop(ref string e)    //在栈不为空的情况下，将栈顶元素赋值给e，不移动栈顶指针
{
     
	if (StackEmpty())   //栈为空的情况下，即栈下溢出
	{
     
		return false;
	}
	e = data[top];      //取栈顶指针位置的元素
	return true;
}

完整代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 数据结构_栈_
{
     
    public interface IStackDS    //定义接口
    {
     
        bool StackEmpty();  //  判断栈是否为空，若空栈，返回真，否则返回假。
        bool Push(string e);        //  进栈，将元素e插入到栈中作为栈顶元素。
        bool Pop(ref string e);     //  出栈，从栈中退出栈顶元素，并将其赋值给e。
        bool GetTop(ref string e);  //  取栈顶元素，返回当前的栈顶元素，并将其赋值给e
    }
    public class SqStackClass:IStackDS
    {
     
        const int MaxSize = 100;       //栈中的最多元素个数及栈的大小
        public string[] data;          //存放栈中的元素
        public int top;                //栈顶指针

        public SqStackClass()          //构造函数，用于栈初始化
        {
     
            data = new string[MaxSize];
            top = -1;
        }
        
        public bool StackEmpty()    //若栈顶指针top为-1表示空栈
        {
     
            return (top == -1);
        }

        public bool Push(string x)  //在栈不满的条件下，先将栈顶指针增1，然后在该位置上插入元素e
        {
     
            if (top==MaxSize-1) //栈上溢出时，返回false
            {
     
                return false;
            }
            top++;          //栈顶指针增1
            data[top] = x;
            return true;
        }

        public bool Pop(ref string e)   //在出栈运算中，在栈不为空的条件下，先将栈顶元素赋值给1
        {
     
            if (StackEmpty())   //栈下溢出时，返回false
            {
     
                return false;
            }
            e = data[top];  //取栈顶指针位置的元素
            top--;          //栈顶指针减1
            return true;
        }

        public bool GetTop(ref string e)    //在栈不为空的情况下，将栈顶元素赋值给e，不移动栈顶指针
        {
     
            if (StackEmpty())   //栈为空的情况下，即栈下溢出
            {
     
                return false;
            }
            e = data[top];      //取栈顶指针位置的元素
            return true;
        }
    }
}

控件绑定

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace 数据结构_栈_
{
     
    public partial class Form1 : Form
    {
     
        string mystring = null;//全局变量，用来存放出栈元素
        int r;                 //全局变量，存储进制
        SqStackClass p;       // 定义栈对象
        public Form1()
        {
     
            InitializeComponent();
            btnPop.Enabled = false;
            btnGetTop.Enabled = false;
        }
        public void myFunction(int X,int R) //自定义方法
        {
     
            if (p.StackEmpty())     //如果栈为空，执行以下操作
            {
     
                string str="";      //局部变量，存储入栈操作过程
                string displaystring = "";  //显示所有入栈元素

                btnPop.Enabled = true;  //激活控件
                btnGetTop.Enabled = true;
                while (X != 0)      //如果Ｘ不为０重复做下列动作  1、将Ｘ％Ｒ入栈   2、X = X / R
                {
     
                    string mystr = (X % R).ToString();  //取栈元素，并转换为字符
                    txtOperProcess.Text = mystr;
                    X = X / R;
                    p.Push(mystr);
                    str += "元素" + mystr + "进栈" + Environment.NewLine;
                    displaystring += mystr + " ";
                }
                txtOperProcess.Text = str+"*****完毕*****";
                txtDisplay.Text = displaystring;
            }
        }

        #region 入栈按钮
        private void btnPush_Click(object sender, EventArgs e)
        {
     
            txtPopElement.Clear();      //清空文本框
            txtTopElement.Clear();
            p = new SqStackClass();     //实例化栈对象
            mystring = null;
            r = rbtnTwo.Checked == true ? 2 : 8;    //进制判断
            if (r == 2) rbtnTwo.Checked = true;
            else rbtnEight.Checked = true;
            myFunction(int.Parse(txtNumber.Text), r);   //执行自定义方法，完成入栈
        }
        #endregion

        #region 出栈按钮
        private void btnPop_Click(object sender, EventArgs e)
        {
     
            string str = null;
            if (p.Pop(ref str))
            {
     
                mystring += str + " ";
            }
            else
            {
     
                mystring = "出栈完毕";
            }
            txtPopElement.Text = mystring;
        }
        #endregion

        #region 栈顶元素
        private void btnGetTop_Click(object sender, EventArgs e)
        {
     
            string str = null;
            if (p.GetTop(ref str))
            {
     
                txtTopElement.Text = str;
            }
            else
            {
     
                txtTopElement.Text = "空";
            }
        }
        #endregion
    }
}

程序运行结果