我的小栈

本文深入讲解了栈这一特殊线性表的基本概念与操作原理。栈是一种遵循后进先出原则的线性表,主要介绍了栈的物理结构、概念定义、初始化、数据元素的入栈与出栈过程以及栈的销毁等核心内容。

什么是栈?
栈是一种操作受限制的线性表,将允许进行插入、删除的一端称为栈顶,另一端称为栈底。我们可以从这个物理结构可以看出栈中的数据元素遵循后进先出.栈中允许插入,删除操作的为栈顶,另一端为栈底.。

栈的概念
因为栈是一种特殊的顺序表,因此与一般线性表一样,采用顺序存贮的方式来实现。及利用一组连续的存贮单元比如数组,依次放入从栈底到栈顶的数据元素,并且设置一个栈底指针top来表示栈顶元素的位置。我们可以定义一个顺序栈的结构类型:

typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;
	int _top;		// 栈顶
	int _capacity; // 容量 
}Stack;

检查栈是否满了

void CheckCapacity(Stack* ps) {
	if (ps->size >= ps->capacity)
	{
		ps->capacity *= 2;
		ps->array = (STDataType *)realloc(ps->array, ps->capacity * sizeof(STDataType));
	}
}
初始化一个栈

```c
void StackInit(Stack* ps) {
	ps->array = (STDataType *)calloc(DEFSTACKSIZE, sizeof(STDataType));
	ps->capacity = DEFSTACKSIZE;
	ps->size = 0;
}

数据元素入栈

void StackPush(Stack* ps, STDataType x) {
	CheckCapacity(ps);
	ps->array[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

数据元素出栈

STDataType StackTop(Stack* ps) {
	if (ps->size == 0)
	{
		return (STDataType)0;
	}
	return ps->array[ps->size - 1];
}

栈的销毁

void StackDestory(Stack* ps) {
	if (ps->array)
	{
		free(ps->array);
		ps->array = NULL;
		ps->size = 0;
		ps->capacity = 0;
	
源码地址: https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 遗传算法 - 简书 遗传算法的理论是根据达尔文进化论而设计出来的算法: 人类是朝着好的方向(最优解)进化,进化过程中,会自动选择优良基因,淘汰劣等基因。 遗传算法(英语:genetic algorithm (GA) )是计算数学中用于解决最佳化的搜索算法,是进化算法的一种。 进化算法最初是借鉴了进化生物学中的一些现象而发展起来的,这些现象包括遗传、突变、自然选择、杂交等。 搜索算法的共同特征为: 首先组成一组候选解 依据某些适应性条件测算这些候选解的适应度 根据适应度保留某些候选解,放弃其他候选解 对保留的候选解进行某些操作,生成新的候选解 遗传算法流程 遗传算法的一般步骤 my_fitness函数 评估每条染色体所对应个体的适应度 升序排列适应度评估值,选出 前 parent_number 个 个体作为 待选 parent 种群(适应度函数的值越小越好) 从 待选 parent 种群 中随机选择 2 个个体作为父方和母方。 抽取父母双方的染色体,进行交叉,产生 2 个子代。 (交叉概率) 对子代(parent + 生成的 child)的染色体进行变异。 (变异概率) 重复3,4,5步骤,直到新种群(parentnumber + childnumber)的产生。 循环以上步骤直至找到满意的解。 名词解释 交叉概率:两个个体进行交配的概率。 例如,交配概率为0.8,则80%的“夫妻”会生育后代。 变异概率:所有的基因中发生变异的占总体的比例。 GA函数 适应度函数 适应度函数由解决的问题决定。 举一个平方和的例子。 简单的平方和问题 求函数的最小值,其中每个变量的取值区间都是 [-1, ...
《基于STM32微控制器集成温湿度监测与显示功能的系统实现方案》 本方案提供了一套完整的嵌入式系统设计参考,实现了环境参数的实时采集、可视化呈现与异常状态提示。系统核心采用意法半导体公司生产的STM32系列32位微控制器作为主控单元,负责协调各外设模块的工作流程。 系统通过数字式温湿度复合传感器周期性获取环境参数,该传感器采用单总线通信协议,具有响应迅速、数据可靠的特点。采集到的数值信息通过两种途径进行处理:首先,数据被传输至有机发光二极管显示屏进行实时图形化显示,该显示屏支持高对比度输出,能够在不同光照条件下清晰呈现当前温度与湿度数值;其次,所有采集数据同时通过通用异步收发传输接口输出,可供上位机软件进行记录与分析。 当监测参数超出预设安全范围时,系统会启动声学警示装置,该装置可发出不同频率的提示音,以区分温度异常或湿度异常状态。所有功能模块的驱动代码均采用模块化设计原则编写,包含完整的硬件抽象层接口定义、传感器数据解析算法、显示缓冲区管理机制以及串口通信协议实现。 本参考实现重点阐述了多外设协同工作的时序控制策略、低功耗数据采集模式的应用方法,以及确保系统稳定性的错误处理机制。代码库中包含了详细的初始化配置流程、中断服务程序设计和各功能模块的应用程序接口说明,为嵌入式环境监测系统的开发提供了可靠的技术实现范例。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
<think>好的,我现在需要帮用户用C语言实现一个最小,也就是能随时获取中最小元素的数据结构。用户之前可能看过C++的例子,比如引用中的MinStack类,现在要转换成C语言版本。首先,我得回想一下的基本操作,比如push、pop、top,然后加上getMin的功能。 首先,C语言里没有类的概念,所以得用结构体来模拟的结构。每个需要两个,一个存储数据,另一个存储最小值。或者可能每个节点都记录当前的最小值,这样每次入的时候都保存当前的最小值。比如,每个节点包含数据和当前的最小值,这样在弹出的时候,最小值的状态也能保持正确。 不过可能更高效的是维护一个辅助的最小。当主压入新元素时,如果新元素小于等于最小顶元素,就同时压入最小。弹出的时候,如果弹出的元素等于最小顶,那么最小也弹出。这样可以保证最小顶始终是当前主的最小值。 接下来,我得考虑如何用C语言的结构体来表示这个结构。比如,定义一个结构体MinStack,里面包含两个动态数组作为的存储,以及两个记录顶位置的变量。例如: typedef struct { int *data_stack; // 主数据 int *min_stack; // 最小数据 int data_top; // 主顶指针 int min_top; // 最小顶指针 int capacity; // 当前的容量 } MinStack; 然后需要考虑初始化函数。初始化时,需要为两个分配初始内存。比如,初始容量设为一定的值,比如10,之后如果满则动态扩容。初始化函数可能类似: MinStack* minStackCreate() { MinStack *obj = (MinStack*)malloc(sizeof(MinStack)); obj->capacity = 10; obj->data_stack = (int*)malloc(obj->capacity * sizeof(int)); obj->min_stack = (int*)malloc(obj->capacity * sizeof(int)); obj->data_top = -1; obj->min_top = -1; return obj; } 接下来是push操作。当压入一个新元素时,主顶指针增加,存储数据。然后需要比较新元素和当前最小顶元素。如果最小为空,或者新元素小于等于最小顶,就将该元素也压入最小。这里需要注意,当主空间不足时,需要扩容。例如: void minStackPush(MinStack* obj, int val) { // 检查是否需要扩容 if (obj->data_top + 1 >= obj->capacity) { obj->capacity *= 2; obj->data_stack = realloc(obj->data_stack, obj->capacity * sizeof(int)); obj->min_stack = realloc(obj->min_stack, obj->capacity * sizeof(int)); } // 压入主 obj->data_stack[++obj->data_top] = val; // 处理最小 if (obj->min_top == -1 || val <= obj->min_stack[obj->min_top]) { obj->min_stack[++obj->min_top] = val; } } 然后是pop操作。弹出主顶元素,同时如果该元素等于最小顶的元素,那么最小也弹出。需要注意的是,如果已经为空的话,不能执行pop操作。假设用户会正确使用,或者可以在函数里添加错误处理: void minStackPop(MinStack* obj) { if (obj->data_top == -1) return; // 空,不处理 int top_val = obj->data_stack[obj->data_top]; obj->data_top--; // 如果弹出的值是当前最小值,则最小也弹出 if (top_val == obj->min_stack[obj->min_top]) { obj->min_top--; } } 接下来是获取顶元素的函数,直接返回主顶元素: int minStackTop(MinStack* obj) { return obj->data_stack[obj->data_top]; } 获取最小值则返回最小顶元素: int minStackGetMin(MinStack* obj) { return obj->min_stack[obj->min_top]; } 最后,需要销毁,释放内存: void minStackFree(MinStack* obj) { free(obj->data_stack); free(obj->min_stack); free(obj); } 不过,这里可能存在一些问题。比如,当主中有多个相同的最小值时,比如连续压入两个相同的当前最小值,此时最小是否需要都保存?例如,主压入3、1、1,那么最小应该压入3、1、1吗?如果主弹出第二个1时,最小顶是1,这时候弹出的话,剩下顶是1,这样是正确的。因此,在push的时候,如果新元素等于当前最小值,也应该压入最小。因此,之前的push条件是正确的,即val <= min_stack的顶。 另外,关于扩容的处理是否正确?当主满时,将容量翻倍,并重新分配内存。但realloc可能会失败,这时候需要处理错误。但为了示例的简洁,可能暂时忽略错误处理。 测试一下这个结构是否符合要求。比如,用户给出的示例: 操作序列:push -2,push 0,push -3,getMin应该返回-3,pop之后top是0,getMin返回-2。 按照上述实现,当压入-2时,主顶是0位置,min顶也是0位置,值是-2。压入0时,主压入,但0不小于等于当前min顶的-2,所以min不压入。压入-3时,-3 <= -2,所以min压入-3。此时getMin返回-3。弹出时,主弹出-3,此时min顶也是-3,弹出,此时min顶是-2。主顶元素是0,正确。所以测试示例应该是正确的。 但需要考虑可能的错误情况,比如为空时调用pop或者top,这时候程序可能会崩溃。因此,用户需要确保在使用这些函数前不为空,或者在函数中添加错误处理,比如返回一个特定值或进行断言。 总结,上述代码应该可以实现最小的功能。但C语言需要手动管理内存,所以在使用时要确保正确的初始化和释放。此外,动态扩容部分可能需要更多的错误检查,比如realloc失败的情况,但示例代码可能为了简洁而省略这些部分。</think>### 最小的C语言实现 #### 数据结构定义 使用结构体`MinStack`封装两个动态数组和顶指针: ```c typedef struct { int* data_stack; // 主存储数据 int* min_stack; // 最小存储历史最小值 int data_top; // 主顶指针(初始为-1) int min_top; // 最小顶指针(初始为-1) int capacity; // 当前容量 } MinStack; ``` #### 初始化函数 ```c MinStack* minStackCreate() { MinStack* obj = (MinStack*)malloc(sizeof(MinStack)); obj->capacity = 10; obj->data_stack = (int*)malloc(obj->capacity * sizeof(int)); obj->min_stack = (int*)malloc(obj->capacity * sizeof(int)); obj->data_top = -1; obj->min_top = -1; return obj; } ``` #### 入操作 ```c void minStackPush(MinStack* obj, int val) { // 动态扩容(容量翻倍) if (obj->data_top + 1 >= obj->capacity) { obj->capacity *= 2; obj->data_stack = realloc(obj->data_stack, obj->capacity * sizeof(int)); obj->min_stack = realloc(obj->min_stack, obj->capacity * sizeof(int)); } // 主 obj->data_stack[++obj->data_top] = val; // 最小条件:空 或 新值≤当前最小值 if (obj->min_top == -1 || val <= obj->min_stack[obj->min_top]) { obj->min_stack[++obj->min_top] = val; } } ``` #### 出操作 ```c void minStackPop(MinStack* obj) { if (obj->data_top == -1) return; // 空直接返回 int top_val = obj->data_stack[obj->data_top]; obj->data_top--; // 若弹出的是当前最小值,则同步弹出最小 if (top_val == obj->min_stack[obj->min_top]) { obj->min_top--; } } ``` #### 获取顶元素 ```c int minStackTop(MinStack* obj) { return obj->data_stack[obj->data_top]; } ``` #### 获取最小值 ```c int minStackGetMin(MinStack* obj) { return obj->min_stack[obj->min_top]; } ``` #### 内存释放 ```c void minStackFree(MinStack* obj) { free(obj->data_stack); free(obj->min_stack); free(obj); } ``` #### 示例测试 输入序列:`push(-2) → push(0) → push(-3) → getMin() → pop() → top() → getMin()` 输出结果:`[-3, 0, -2]`,与预期一致[^3]。 ---
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