C/C++栈的实现

来源：互联网发布：全职高手周边u盘淘宝网编辑：程序博客网时间：2024/05/21 08:06

一、顺序栈类型的定义

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <stdlib.h>#define STACK_INIT_SIZE 10 #define STACKINCREMENT 2typedef int INT;typedef bool BOOL;typedef struct stack {INT *base;INT *top;INT stacksize;};enum STATUS {ERROR = -1, OK = 0};STATUS InitStack(stack &s) {if (NULL == (s.base = (INT *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(INT)))) {exit(-1);}s.top = s.base;s.stacksize = STACK_INIT_SIZE;return OK;}STATUS DestroyStack(stack &s) {free(s.base);s.base = NULL;s.top = NULL;s.stacksize = 0;return OK;}STATUS ClearStack(stack &s){s.top = s.base;return OK;}BOOL IsEmpty(stack s){if (s.top == s.base) {return true;} else {return false;}}INT GetLength(stack s){return s.top - s.base;}STATUS GetTop(stack s, INT &e){if (s.top > s.base) {e = *(s.top - 1);return OK;} else {return ERROR;}}STATUS Push(stack &s, INT e){if (s.top - s.base >= s.stacksize) {if (NULL == (s.base = (INT *)realloc(s.base, sizeof(INT) * (s.stacksize + STACKINCREMENT)))) {exit(-1);}s.top = s.base + s.stacksize;s.stacksize += STACKINCREMENT;}*(s.top ++) = e;return OK;}STATUS Pop(stack &s, INT &e){if (s.top > s.base) {e = *(-- s.top);return OK;} else {return ERROR;}}STATUS TraverseStack(stack s, STATUS (*visit)( INT ))  {while (s.top > s.base){visit(*s.base ++);}printf("\n");return OK;}STATUS PrintElement(INT e){printf("Element : %d\n", e);return OK;}int main(int argc, char **argv){int i,j,k;stack s;InitStack(s);for(i = 0; i < 100; ++ i) {Push(s,i);}int e;j  = GetTop(s,e);printf("j = %d, Top Element : %d\n", j, e);printf("Lenght = %d\n", GetLength(s));typedef STATUS (*PTRFUN)( INT );PTRFUN func = PrintElement;TraverseStack(s, func);return 0;}

// c3-1.h 栈的顺序存储表示 #define STACK_INIT_SIZE 10 // 存储空间初始分配量 #define STACKINCREMENT 2 // 存储空间分配增量 struct SqStack {   SElemType *base; // 在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL   SElemType *top; // 栈顶指针   int stacksize; // 当前已分配的存储空间，以元素为单位 }; // 顺序栈   // bo3-1.cpp 顺序栈（存储结构由c3-1.h定义）的基本操作（9个） Status InitStack(SqStack &S) { // 构造一个空栈S   if(!(S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType))))     exit(OVERFLOW); // 存储分配失败   S.top=S.base;   S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;   return OK; } Status DestroyStack(SqStack &S) { // 销毁栈S，S不再存在   free(S.base);   S.base=NULL;   S.top=NULL;   S.stacksize=0;   return OK; } Status ClearStack(SqStack &S) { // 把S置为空栈   S.top=S.base;   return OK; } Status StackEmpty(SqStack S) { // 若栈S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE   if(S.top==S.base)     return TRUE;   else     return FALSE; } int 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,SElemType &e) { // 若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR   if(S.top>S.base)   {     e=*(S.top-1);     return OK;   }   else     return ERROR; } Status Push(SqStack &S,SElemType e) { // 插入元素e为新的栈顶元素   if(S.top-S.base>=S.stacksize) // 栈满，追加存储空间   {     S.base=(SElemType *)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));     if(!S.base)       exit(OVERFLOW); // 存储分配失败     S.top=S.base+S.stacksize;     S.stacksize+=STACKINCREMENT;   }   *(S.top)++=e;   return OK; } Status Pop(SqStack &S,SElemType &e) { // 若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR   if(S.top==S.base)     return ERROR;   e=*--S.top;   return OK; } Status StackTraverse(SqStack S,Status(*visit)(SElemType)) { // 从栈底到栈顶依次对栈中每个元素调用函数visit()。   // 一旦visit()失败，则操作失败   while(S.top>S.base)     visit(*S.base++);   printf("\n");   return OK; }

实例应用：

// algo3-1.cpp 调用算法3.1的程序 typedef int SElemType; // 定义栈元素类型为整型 #include"c1.h" #include"c3-1.h" // 采用顺序栈 #include"bo3-1.cpp" // 利用顺序栈的基本操作 void conversion() // 算法3.1 { // 对于输入的任意一个非负十进制整数，打印输出与其等值的八进制数   SqStack s;   unsigned n; // 非负整数   SElemType e;   InitStack(s); // 初始化栈   printf("n(>=0)=");   scanf("%u",&n); // 输入非负十进制整数n   while(n) // 当n不等于0   {     Push(s,n%8); // 入栈n除以8的余数(8进制的低位)     n=n/8;   }   while(!StackEmpty(s)) // 当栈不空   {     Pop(s,e); // 弹出栈顶元素且赋值给e     printf("%d",e); // 输出e   }   printf("\n"); } void main() {   conversion(); }

 // algo3-2.cpp 改算法3.1，10进制→16进制 typedef int SElemType; // 定义栈元素类型为整型 #include"c1.h" #include"c3-1.h" // 采用顺序栈 #include"bo3-1.cpp" // 利用顺序栈的基本操作 void conversion() { // 对于输入的任意一个非负10进制整数，打印输出与其等值的16进制数   SqStack s;   unsigned n; // 非负整数   SElemType e;   InitStack(s); // 初始化栈   printf("n(>=0)=");   scanf("%u",&n); // 输入非负十进制整数n   while(n) // 当n不等于0   {     Push(s,n%16); // 入栈n除以16的余数(16进制的低位)     n=n/16;   }   while(!StackEmpty(s)) // 当栈不空   {     Pop(s,e); // 弹出栈顶元素且赋值给e     if(e<=9)       printf("%d",e);     else       printf("%c",e+55);   }   printf("\n"); } void main() {   conversion(); }

 void check() { // 对于输入的任意一个字符串，检验括号是否配对   SqStack s;   SElemType ch[80],*p,e;   if(InitStack(s)) // 初始化栈成功   {     printf("请输入表达式\n");     gets(ch);     p=ch;     while(*p) // 没到串尾       switch(*p)       {         case '(':         case '[':Push(s,*p++);                  break; // 左括号入栈，且p++         case ')':         case ']':if(!StackEmpty(s)) // 栈不空                  {                    Pop(s,e); // 弹出栈顶元素                    if(*p==')'&&e!='('||*p==']'&&e!='[') // 弹出的栈顶元素与*p不配对                    {                      printf("左右括号不配对\n");                      exit(ERROR);                    }                    else                    {                      p++;                      break; // 跳出switch语句                    }                  }                  else // 栈空                  {                    printf("缺乏左括号\n");                    exit(ERROR);                  }         default: p++; // 其它字符不处理，指针向后移       }     if(StackEmpty(s)) // 字符串结束时栈空       printf("括号匹配\n");     else       printf("缺乏右括号\n");   } }

二、C++实现栈

/*************************************************************************** *  * Copyright (c) 2015 Baidu.com, Inc. All Rights Reserved *  **************************************************************************//** * @file stack.h * @author tianmo(com@baidu.com) * @date 2015/04/21 23:43:25 * @brief  *   **/#ifndef  __STACK_H_#define  __STACK_H_#include <iostream>#include <stdlib.h>template <class _Tp>class stack {public:    typedef _Tp  value_type;    typedef int  value_size;public:    stack() {        _base = new (std::nothrow) value_type[MAX_SIZE];        if (_base == NULL) {            std::cout<<"fail to allocate stack memory";            exit(-1);        }        _top = _base;        _max_size = MAX_SIZE;    }    stack(const value_size& max_size) {        _base = new (std::nothrow) value_type[max_size];        if (_base == NULL) {            std::cout<<"fail to allocate stack memory";            exit(-1);        }        _top = _base;        _max_size = max_size;    }    ~stack() {        if (_base != NULL) {            delete []_base;            _base = NULL;            _top = NULL;            _max_size = 0;        }    }    bool is_full() {        return _top - _base >= _max_size;     }    bool is_empty() {        return _top == _base;    }    bool push(const value_type& item) {        if (is_full()) {            _base = (value_type*)realloc(_base, sizeof(value_type) * (_max_size + INCREMENT_SIZE));            if (_base == NULL) {                return false;            }            _top = _base + _max_size;            _max_size += INCREMENT_SIZE;        }        *_top = item;        ++_top;        return true;    }    bool pop(value_type* item) {        if (is_empty()) {            return false;        }        --_top;        *item = *_top;        return true;    }    bool top(value_type* item) {        if (is_empty()) {            return false;        }        *item = *(_top - 1);        return true;    }    value_size size() const {        return _top - _base;    }private:    // 始终指向栈底的指针     value_type *_base;    // 始终指向栈顶的指针    value_type *_top;    // 栈当前的最大容量    value_size _max_size;    // 栈当前的最大容量const static value_size MAX_SIZE = 1000;// 栈满后,每次增加的容量const static value_size INCREMENT_SIZE = 100;};#endif  //__STACK_H_/* vim: set expandtab ts=4 sw=4 sts=4 tw=100: */

/*************************************************************************** *  * Copyright (c) 2015 Baidu.com, Inc. All Rights Reserved *  **************************************************************************/ /** * @file demo.cc * @author tianmo(com@baidu.com) * @date 2015/04/21 23:59:50 * @brief  *   **/#include <stdio.h>#include "stack.h"int main() {    stack<int> s(101);    for (int i = 0; i < 10000; ++i) {        s.push(i);    }    int size = s.size();    printf("stack[%d] is full ? %s\n", size, s.is_full() ? "yes" : "no");    /*    for (int i = 0; i < size; ++i) {        int temp;        if (s.pop(&temp)) {            printf("%d ", temp);        }    }    */    int top;    if (s.top(&top)) {        printf("stack top:%d\n", top);    }    return 0;}/* vim: set expandtab ts=4 sw=4 sts=4 tw=100: */