【c语言数据结构】栈代码

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前言

写本系列博文是为了本人考研方便复习，如果错误欢迎指正。

顺序栈的实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define Status bool
#define MAX 10
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1
#define STACK_INIT_SIZE 20

typedef char ElemType;

typedef struct {
	ElemType *base; // 栈底 
	ElemType *top; // 栈顶 
	int stacksize; // 当前分配的栈的存储空间数 
}SqStack,* Stack;

Status InitStack(SqStack &s); // 初始化栈 
Status Push(SqStack &s, ElemType e); // 入栈 
Status Pop(SqStack &s); // 弹栈 
Status Destroy(SqStack &s); // 销毁 

Status InitStack(SqStack &s) {
	s.base = (ElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(ElemType));
	if (!s.base) {
		exit(OVERFLOW);
	}
	s.top = s.base; // 直接对地址操作 
	//	printf("%p ", s.base);
	//	printf("%p", s.top);	
	s.stacksize = STACK_INIT_SIZE;
	return OK;
}

Status Push(SqStack &s, ElemType e) {

	if ( s.top == s.base + s.stacksize) {
		printf("抱歉栈溢出了！\n");
		return ERROR; 
	}
	*(s.top) = e; // top所指的空间给e 
	s.top ++; // 栈顶加1 
	return OK;
}

Status Pop(SqStack &s, ElemType &e) {
	// 当栈顶等于栈底时该栈就空了 
	if ( s.top == s.base) {
		printf("抱歉栈已经到底了！");
		e = NULL;
		return ERROR;
	}
	s.top --;  
	e = *(s.top);
	return OK;
}

// 销毁
Status Destroy(SqStack &s) {
	free(s.base);
	return OK;
} 

int main() {
	ElemType e;
	SqStack s;
	InitStack(s);

	char *str;
	str = (char *)malloc(30 * sizeof(char));
	printf("请输入一个字符串！：");
	scanf("%s", str);
	int len = strlen(str);
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		Push(s, *(str + i));
	}
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		Pop(s, e);
		printf("%c\n", e);
	}
	Destroy(s);
	free(str);
	return 0;
} 

应用

括号匹配算法

// 括号匹配算法 
void match() {
//	char str[STRINGSIZE], e;
	char *str, e;
	str = (char *)malloc(STRINGSIZE * sizeof(char));
	printf("请输入想要匹配的括号字符串：");
	scanf("%s", str);
	int len = strlen(str);
	SqStack s;
	InitStack(s);
	/*
		1.判断是左括号入栈
		2.如果是右括号就出栈进行匹配 
			1）出栈匹配成功，继续读取下一个
			2）匹配失败 括号匹配失败
		3.如果栈空
			1）右括号多余
			2）匹配成功 代码遍历结束时 
	*/
	// 字符串遍历 
//	for (int i = 0; i < len; i++) {
//      str = str + i; 这种代码千万别写 
//		printf("%c\n" , *(str + i)); 
//	}
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		if ( str[i] == '{' || str[i] == '[' || str[i] == '(') {
			Push(s, str[i]);
			printf("入栈%c\n", str[i]);
		} else {
			// 如果读取的是有括号时 
			Pop(s, e);
			printf("出栈%c\n", e);
			if ( e == NULL) {
				printf("右括号多余！");
				Destroy(s);
				free(str);
				return; 
			}
			switch (str[i]) {
				case '}':
					if ( e == '{') break;
				case ']':
					if ( e == '[') break;
				case ')':
					if ( e == '(') break;
				default:
					printf("括号匹配失败！");
					Destroy(s);
					free(str);
					return;
			}
		}
	}
	Pop(s, e);
	if (e == NULL) {
		printf("匹配成功！"); 
	} else {
		printf("左括号多余！"); 
	}
	Destroy(s);
	free(str);
	return; 
}

对顶栈

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef int SElemType;

int SIZE = 4;

typedef struct {
	int top[2], bot[2]; // 栈顶和栈底指针 
	SElemType *V; // 栈数组 
	int m; 
}DblStack;

void Dblpush(DblStack &s, SElemType x, int i); // 把x插入到栈i的栈
int Dbpop(DblStack &s, int i, SElemType &x); // 退掉位于栈i栈顶的元素
int IsEmpty(DblStack s, int i); // 判断栈i空否，空返回1，否则返回0 
int IsFull(DblStack s); //  判断栈满否，满返回1，否则返回0 

// 栈满 
int IsFull(DblStack s) {
	if (s.top[0] + 1 == s.top[1]) {
		printf("该对顶栈已经满了！");
		return 1;
	} else {
		return 0;
	}
}

// 栈空
int IsEmpty(DblStack s, int i) {
	if ( s.top[i] == s.bot[i] ) {
		return 1;
	} else {
		return 0;
	}
} 

void Dblpush(DblStack &s, SElemType x, int i) {
	// 判断对顶栈是否满了
	if (IsFull(s)) {
		return ;
	} else {
		if ( i == 0) {
			s.top[0] ++;
			*(s.V + s.top[0])  = x;
		} else if( i == 1) {
			s.top[1] --;
			*(s.V + s.top[1])  = x;
		}
	}	
}

// 退掉位于栈i栈顶的元素
int Dbpop(DblStack &s, int i, SElemType &x) {
	// 判断栈是否为空
	if (IsEmpty(s, i)) {
		x = NULL;
		return 0;
	} else {
		if (i == 0) {
			x = *(s.V + s.top[0]);
			s.top[0] --;
		} else if (i == 1) {
			x = *(s.V + s.top[1]);
			s.top[1] ++;
		}
	}
}

// 对顶栈初始化
void DbInit(DblStack &s) {
	s.m = SIZE;
	s.V = (SElemType*)malloc((s.m - 1) * sizeof(SElemType));
	if (s.V == NULL) {
		printf("对顶栈初始化失败！");
		exit(-1);	
	}
	s.top[0] = -1;
	s.top[1] = s.m;
	s.bot[0] = -1;
	s.bot[1] = s.m;
} 

int main() {
	int x;
	DblStack s;
	DbInit(s);
	return 0;
}

对顶栈图解