第六周 1,建立链队算法库

本文详细阐述了链栈的基本概念、初始化、销毁、长度、空判断、入栈、出栈、取栈顶元素和输出栈中元素的操作,并通过代码实例进行说明。重点讨论了链栈的动态存储特性,强调了在不同操作中对栈状态的正确判断的重要性,以及如何通过自定义算法库提升编程效率。

问题及代码:

/*
 *Copyright(c) 2015,烟台大学计算机与控制工程学院
 *All rights reserved.
 *文件名称:test.cpp
 *作    者:刘磊
 *完成日期:2015.10.12
 *版 本 号:v1.0
 *
 *问题描述:
 *输入描述:
 *程序输出:
*/

#include <stdio.h>
#include "c.h"

int main()
{
    ElemType e;
    LiStack *s;
    printf("(1)初始化链栈s\n");
    InitStack(s);
    printf("(2)链栈为%s\n",(StackEmpty(s)?"空":"非空"));
    printf("(3)依次进链栈元素a,b,c,d,e\n");
    Push(s,'a');
    Push(s,'b');
    Push(s,'c');
    Push(s,'d');
    Push(s,'e');
    printf("(4)链栈为%s\n",(StackEmpty(s)?"空":"非空"));
    printf("(5)链栈长度:%d\n",StackLength(s));
    printf("(6)从链栈顶到链栈底元素:");DispStack(s);
    printf("(7)出链栈序列:");
    while (!StackEmpty(s))
    {   Pop(s,e);
        printf("%c ",e);
    }
    printf("\n");
    printf("(8)链栈为%s\n",(StackEmpty(s)?"空":"非空"));
    printf("(9)释放链栈\n");
    DestroyStack(s);
    return 0;
}


 

#include "c.h"
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
void InitStack(LiStack *&s)  //初始化栈
{
    s=(LiStack *)malloc(sizeof(LiStack));
    s->next=NULL;
}
void DestroyStack(LiStack *&s)  //销毁栈
{
    LiStack *p=s->next;
    while (p!=NULL)
    {
        free(s);
        s=p;
        p=p->next;
    }
}
int StackLength(LiStack *s)  //返回栈长度
{
    int i=0;
    LiStack *p=s->next;
    while(p!=NULL)
    {
        i++;
        p=p->next;
    }
    return i;
}
bool StackEmpty(LiStack *s)  //判断栈是否为空
{
    return (s->next==NULL);
}
void Push(LiStack *&s,ElemType e)  //入栈
{
    LiStack *p;
    p=(LiStack *)malloc(sizeof(LiStack));
    p->data=e;
    p->next=s->next;
    s->next=p;
}
bool Pop(LiStack *&s,ElemType &e)  //出栈
{
    LiStack *p;
    if(s->next==NULL)
        return false;
    p=s->next;
    e=p->data;
    s->next=p->next;
    free(p);
    return true;
}
bool GetTop(LiStack *s,ElemType &e)  //取栈顶元素
{
    if(s->next==NULL)
        return false;
    LiStack *p=s->next;
    e=p->data;
    return true;
}
void DispStack(LiStack *s)  //输出栈中元素
{
    LiStack *p=s->next;
    while (p!=NULL)
    {
        printf("%c ",p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("\n");
}



 

#ifndef C_H_INCLUDED
#define C_H_INCLUDED

typedef char ElemType;
typedef struct linknode
{
    ElemType data;              //数据域
    struct linknode *next;      //指针域
} LiStack;                      //链栈类型定义

void InitStack(LiStack *&s);  //初始化栈
void DestroyStack(LiStack *&s);  //销毁栈
int StackLength(LiStack *s);  //返回栈长度
bool StackEmpty(LiStack *s);  //判断栈是否为空
void Push(LiStack *&s,ElemType e);  //入栈
bool Pop(LiStack *&s,ElemType &e);  //出栈
bool GetTop(LiStack *s,ElemType &e);  //取栈顶元素
void DispStack(LiStack *s);  //输出栈中元素



#endif // C_H_INCLUDED


 

运行结果:

知识点总结:

学习心得:⒈一开始在纠结为什么入栈函数需要对新定义的p分配空间,对出栈的p不分配空间。然后我知道了。入栈时一个新的节点需要加入原有的栈,所以必须要分配空间。在出栈时,只需要一个指针指向要出栈的内容即可。无需分配空间。

⒉在出栈、取栈顶元素、输出栈中元素的函数中,都必须要判断当前栈是不是为空。而入栈却不需要判断栈满的原因是链栈是动态存储,可以一直往上加元素(只要硬件允许),而不像栈的顺序存储(已经有了空间限制MaxSize)。这些是我在编程中往往会忽视掉的。

⒊建设链栈算法库,有助于我们对链栈熟悉掌握,在今后的学习实践中随时调用自己建设的算法库,更加整齐、效率的解决问题。

 

在 Linux 系统中算法库通常涉及静态接和动态接两种方式。以下将结合编译流程,介绍如何在 Linux 中算法库,包括头文件的包含、编译器选项的使用以及接过程中的注意事项。 ### 编译与接流程概述 在 Linux 中,接库的过程通常分为以下几个步骤: 1. **预处理**:将源文件中的头文件包含、宏定义等进行展开。 2. **编译**:将预处理后的代码编译为目标文件(`.o` 文件)。 3. **接**:将目标文件和库文件接生成可执行文件。 ### 静态接 静态接是将库的代码直接复制到最终的可执行文件中。这种方式的优点是生成的可执行文件不依赖外部库文件,便于分发。 ```bash gcc -c hello.c -o hello.o ar rcs libhello.a hello.o gcc main.c -L. -lhello -o main ``` 上述命令中,`ar rcs` 用于创建静态库 `libhello.a`,`-L.` 指定当前目录为库搜索路径,`-lhello` 表示接 `libhello.a` 库。 ### 动态接 动态接是将库的接推迟到程序运行时。这种方式的优点是多个程序可以共享同一个库文件,节省内存空间。 ```bash gcc -fPIC -c hello.c -o hello.o gcc -shared -o libhello.so hello.o gcc main.c -L. -lhello -o main ``` 上述命令中,`-fPIC` 用于生成位置无关代码,`-shared` 用于生成动态接库 `libhello.so`,`-L.` 和 `-lhello` 的作用与静态接相同。 ### 指定库路径与头文件路径 在实际开发中,库文件和头文件可能不在默认的系统路径下,此时需要通过编译器选项指定路径。 ```bash gcc main.c -I/home/hello/libhello -L/home/hello/build -lhello -o main ``` 其中,`-I` 用于指定头文件的搜索路径,`-L` 用于指定库文件的搜索路径。 ### 使用 `pkg-config` 简化库依赖管理 对于一些标准库,可以使用 `pkg-config` 工具自动获取编译和接所需的参数。 ```bash gcc main.c $(pkg-config --cflags --libs libhello) -o main ``` `pkg-config` 会自动解析 `libhello.pc` 文件中的配置,提供正确的编译和接选项。 ### 示例:接 FFTW 库 假设要使用 FFTW 库进行快速傅里叶变换,可以按照以下方式编译和接: ```bash gcc -I/usr/local/include main.c -L/usr/local/lib -lfftw3 -o main ``` 其中,`-I/usr/local/include` 指定了头文件路径,`-L/usr/local/lib` 指定了库文件路径,`-lfftw3` 表示接 `libfftw3.so` 或 `libfftw3.a` 库[^3]。 ### 相关问题 1. 如何在 Linux 中创建静态库和动态库? 2. 如何使用 `pkg-config` 管理库依赖? 3. 如何在 Linux 中安装和配置 FFTW 库? 4. 如何在 Linux 中指定头文件和库文件的搜索路径? 5. 如何在 Linux 中使用 CMake 管理项目并接库?
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