程序设计基础课程设计—堆栈模拟

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简单数据结构-堆栈模拟

1. 问题描述

编写一个程序模拟堆栈，要求能够模拟、入栈、出栈、返回栈顶元素等基本操作。栈中元素可用整数代替。不能使用C++模板库预定义的类型。程序运行中可输入多组入栈、出栈操作，每次操作后展示栈中元素。

2. 问题分析

1. 考虑可以模拟栈执行及功能实现的数据结构；
   2) 栈主要功能元素出栈及入栈的实现方法；

3. 处理方法设计（算法步骤）

1. 使用结构体模拟堆栈中元素的存储，其中array模拟线性的堆栈，top指向array中现有元素的位置，当有元素入栈的时候，top的位置首先加入一个元素，然后top++，也就是说top始终指向栈顶元素的上一个位置，栈中的元素个数就是top+1，当有元素出栈的时候，top–；

2. 首先对结构体中的top进行初始化为-1；随后进行功能的选择；

4.测试数据设计

• 首先向堆栈中依次push 5个元素[1,2,3,4,5]；
• 然后依次执行：pop栈顶元素，查看栈顶元素，栈中元素的数量，判断栈是否为空，判断栈是否已满，打印栈中的元素；

5.测试结果分析

6.程序结构

7.源代码

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <stdio.h>
#define SUM 100
using namespace std;
struct Stack{
    int array[SUM];
    int top;
}s;
void Initialize(Stack * s){
    s->top=-1;
}
bool Judge_Empty(Stack * s){
    if(s->top==-1) return true;
    else return false;
}
bool Judge_Full(Stack * s){
    if(s->top==SUM-1) return true;
    else return false;
}
void Push(Stack * s,int a){
    if(Judge_Full(s))
        cout<<"Failure to Push!"<<endl;
    else{
        s->top++;
        s->array[s->top]=a;
        cout<<"Push Successfully!"<<endl;
    }
}
void Pop(Stack * s,int *a){
    if(Judge_Empty(s))
        cout<<"Failure to Pop!"<<endl;
    else{
        *a=s->array[s->top];
        s->top--;
        cout<<"Pop Successfully!"<<endl;
    }
}
void Get_Pop(Stack * s,int *a){
    if(Judge_Empty(s))
        cout<<"Failure!"<<endl;
    else{
        *a=s->array[s->top];
        cout<<"The top of the stack is "<<*a<<endl;
    }
}
void Number_Elements(Stack * s){
    cout<<"The number of the elements in the stack is "<<s->top+1<<endl;
}
void Print(Stack * s){
    int now=s->top;
    if(Judge_Empty(s)) cout<<"The stack is empty!"<<endl;
    while(!Judge_Empty(s)){
        int i=s->array[s->top];
        s->top--;
        cout<<i<<" ";
    }
    cout<<endl;
    s->top=now;
}
int main(){
    int a,index,t;
    Initialize(&s);
    cout<<"******************************************"<<endl;
    cout<<"<1> Push Element"<<endl;
    cout<<"<2> Pop Element"<<endl;
    cout<<"<3> Get the Top of the Stack"<<endl;
    cout<<"<4> The Number of Elements in the Stack"<<endl;
    cout<<"<5> Judge if the Stack is Empty"<<endl;
    cout<<"<6> Judge if the Stack is Full"<<endl;
    cout<<"<7> Print Elements of the Stack"<<endl;
    cout<<"<8> Quit"<<endl;
    cout<<"******************************************"<<endl;
    while (index!=8){
        cout<<endl;
        cout<<"@->Please enter what you want to do: ";
        cin>>index;
        switch (index) {
            case 1:{
                cout<<"Please enter the element you want to push: ";
                while(cin>>t){
                    Push(&s,t);
                    char ch=getchar();
                    if(ch=='\n') break;
                }
                break;
            }
            case 2:Pop(&s,&a);break;
            case 3:Get_Pop(&s,&a);break;
            case 4:Number_Elements(&s);break;
            case 5:{
                bool PD=Judge_Empty(&s);
                if(PD) cout<<"The stack is empty!"<<endl;
                else cout<<"The stack is not empty!"<<endl;
                break;
            }
            case 6:{
                bool PD=Judge_Full(&s);
                if(PD) cout<<"The stack is full!"<<endl;
                else cout<<"The stack is not full!"<<endl;
                break;
            }
            case 7:Print(&s);break;
            case 8:return 0;
            default:cout<<"Input Error!"<<endl;
        }
    }
    return 0;
}