第十七章经典抽象数据类型（一）

堆栈，没什么太多要总结的，主要是实现问题，这里自己实现了一下，当然从书本中吸取到的是程序代码效率的提升和assert断言的应用判断。

代码的提升在于top_element的初值是0和1，对于push,pop本来就要改变的函数来说没什么变化，但是对于top这样的函数，只需要返回其顶部数据，但是每一次都要-1的话，就会成为很大的困扰，汇编出来的时候，必然会减去1乘以这个数组的类型大小，这就使得效率降低了。

程序如下所示:

"stack.h"

#ifndef STACK_H#define STACK_H/*********************链表实现***************************/struct Node{Node* next;int value;};void create_stack();void destory_stack();void push(int a);void pop();bool is_empty();bool is_full();int top();static Node* stack;/*********************动态数组实现***************************///static int top_element = -1;//static int* stack;//static int stack_size;//void create_stack(int size);//void destory_stack();//void push(int a);//void pop();//bool is_empty();//bool is_full();//int top();#endif

stack.cpp

#include "stack.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <assert.h>/*********************链表实现***************************/bool is_empty(){return stack == NULL;}bool is_full(){return false;}void create_stack();void push(int a){assert(!is_full());Node* newnode = (Node*)malloc(sizeof(Node));assert(newnode!=NULL);newnode->next = stack;newnode->value = a;stack = newnode;}void pop(){assert(!is_empty());Node* first_node = stack;stack = stack->next;free(first_node);}void destory_stack(){while(!is_empty())pop();}int top(){assert(!is_empty());return stack->value;}/*********************动态数组实现***************************///void create_stack(int size){//assert(stack_size == 0);//stack_size = size;//stack = (int*)malloc(sizeof(int)*size);//assert(stack != NULL);//}////void destory_stack(){//assert(stack_size != 0);//stack_size = 0;//top_element = -1;//free(stack);//stack = NULL;//记住清指针//}////void push(int a){//assert(!is_full());//stack[++top_element] = a;//}////void pop(){//assert(!is_empty());//--top_element;//}////bool is_empty(){//return top_element == -1;//}////bool is_full(){//return top_element == stack_size-1;//}//int top(){//assert(!is_empty());//return stack[top_element];//}

test.cpp

#include "stack.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <assert.h>int main(){push(3);push(4);push(6);int a = top();pop();destory_stack();return EXIT_SUCCESS;}

队列实现的困扰在于，如果使用一个数组，我们不想浪费空间的话，之前离开队列空出的位置必须用上，那么怎么获得这个位置就非常重要了，最开始的想法简单来说就是if(rear==size) rear = 0;这样的想法换个方式实现，其实就是%size，所以rear的更新方程就是rear = (rear+1)%size;front也是，但是这个时候判断队列是否为空和满就变得很困难，简单判断2者大小会发现，队列满的时候rear=front，但是队列还有一个元素的时候rear=front，所以根本无法判断。

因此引入了2种方法去判断是否为空为满，

1、定义count表示现在含有元素的多少，非常简单就可以判断，
2、将整个数组空出一个来，不完全填满，这样当(rear+1)%size == front时就是空，(rear+2)%size == front时则满。
Queue.h

#ifndef QUEUE_H#define QUEUE_H#include <stdio.h>/***************************动态数组实现************************************///static int* queue;//static int front = 1;//static int rear = 0;//static int queue_size;//void create_queue(int size);//void destroy_queue();//void Delete();//void Insert(int a);//bool is_empty();//bool is_full();//int queue_front();//int queue_last();/***************************链表实现************************************/struct Node{int value;Node* next;};void create_queue();void destroy_queue();void Delete();void Insert(int a);bool is_empty();bool is_full();Node* queue_front();Node* queue_last();static Node* queue;static Node* last;#endif

queue.cpp

#include "Queue.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <assert.h>/***************************动态数组实现************************************///void create_queue(int size){//assert(queue_size == 0);//queue_size = size;//queue = (int*)malloc(sizeof(int)*size);//assert(queue != NULL);//}////void destroy_queue(){//assert(!is_full());//queue_size = 0;//free(queue);//queue = NULL;//}////void Delete(){//assert(!is_empty());//front = (front+1)%queue_size;//}////void Insert(int a){//assert(!is_full());//rear = (rear+1)%queue_size;//queue[rear] = a;//}////bool is_empty(){//return (rear+1)%queue_size == front;//}////bool is_full(){//return (rear+2)%queue_size == front;//}////int queue_front(){//assert(!is_empty());//return queue[front];//}//int queue_last(){//assert(!is_empty());//return queue[rear];//}void create_queue();void destroy_queue(){while (!is_empty())Delete();}void Delete(){assert(!is_empty());Node* first_node = queue_front();//if(queue != last)queue = queue->next;free(first_node);}void Insert(int a){assert(!is_full());Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node));assert(new_node!=NULL);new_node->value = a;new_node->next = NULL;if(last == NULL){last = new_node;queue = new_node;}elselast->next = new_node;last = new_node;}bool is_empty(){return queue==NULL;//最开始的时候等于last发现会留下一个值，然后改为NULL，发现queue->next报错，最后在new_node赋初值的时候得以改正，一定要记得！！}bool is_full(){return false;}Node* queue_front(){return queue;}Node* queue_last(){return last;}

test.cpp

#include "Queue.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <assert.h>int main(){//create_queue(10);Insert(3);Insert(4);Insert(5);Insert(6);Insert(3);Insert(3);Insert(3);Insert(3);//int a = queue_front();//int b = queue_last();Delete();destroy_queue();return EXIT_SUCCESS;}