数据结构教程第十七课实验三：栈的表示与实现及栈的应用

教学目的： 掌握栈的存储表示方式和栈基本操作的实现方法
教学重点： 栈的基本操作实现方法，栈的应用
教学难点： 栈的存储表示
实验内容：
一、栈的实现
实现栈的顺序存储。
栈实现示例
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<conio.h>

#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define EQUAL 1
#define OVERFLOW -1
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 10

typedef int Status ;

struct STU{
  char name[20];
  char stuno[10];
  int age;
  int score;
};
typedef struct STU SElemType;

struct STACK
{
  SElemType *base;
  SElemType *top;
  int stacksize;
};

typedef struct STACK SqStack;
typedef struct STACK *pSqstack;

Status InitStack(SqStack  **S);
Status DestroyStack(SqStack *S);
Status ClearStack(SqStack *S);
Status StackEmpty(SqStack S);
int StackLength(SqStack S);
Status GetTop(SqStack S,SElemType *e);
Status Push(SqStack *S,SElemType e);
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e);
Status StackTraverse(SqStack S,Status (*visit)());

Status InitStack(SqStack **S)
{
  (*S)=(SqStack *) malloc(sizeof(SqStack));
  (*S)->base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE *sizeof(SElemType));
  if(!(*S)->base)exit(OVERFLOW);
  (*S)->top=(*S)->base;
  (*S)->stacksize=STACK_INIT_SIZE;
  return OK;
}

Status DestroyStack(SqStack *S)
{
 free(S->base);
 free(S);
}

Status ClearStack(SqStack *S)
{
  S->top=S->base;
}

Status StackEmpty(SqStack S)
{
  if(S.top==S.base) return TRUE;
  else
    return FALSE;
}

int StackLength(SqStack S)
{
  int i;
  SElemType *p;
  i=0;
  p=S.top;
  while(p!=S.base)
    {p++;
     i++;
    }
}


Status GetTop(SqStack S,SElemType *e)
{
  if(S.top==S.base) return ERROR;
  *e=*(S.top-1);
  return OK;
}

Status Push(SqStack *S,SElemType e)
{
 /*
  if(S->top - S->base>=S->stacksize)
   {

     S->base=(SElemType *) realloc(S->base,
     (S->stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType));
     if(!S->base)exit(OVERFLOW);
     S->top=S->base+S->stacksize;
     S->stacksize += STACKINCREMENT;
   }
  */

  *(S->top++)=e;
  return OK;
}

Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
{
  if(S->top==S->base) return ERROR;
  *e=*--S->top;
  return OK;
}

Status StackPrintElem(SElemType * e)
{
  printf("%s  %s  %d  %d\n",e->name,e->stuno,e->age,e->score);
}
Status StackTraverse(SqStack S,Status (*visit)())
{
  while(S.top!=S.base)
     visit(--S.top);
}

main()
{
  SElemType e;
  SqStack *Sa;

  clrscr();

  printf("\n\n-------------------SqStack Demo is running...----------------\n\n");
  printf("First is Push function.\n");

  InitStack(&Sa);

  strcpy(e.name,"stu1");
  strcpy(e.stuno,"100001");
  e.age=80;
  e.score=1000;

  printf("   Now Stack is Empty.\n");
  StackTraverse(*Sa,StackPrintElem);

  Push(Sa,e);

  printf("   Now Stack has one element.\n");
  StackTraverse(*Sa,StackPrintElem);

  strcpy(e.name,"stu3");
  strcpy(e.stuno,"100002");
  e.age=80;
  e.score=1000;
  Push(Sa,e);
  printf("   Now Stack has another element.\n");
  StackTraverse(*Sa,StackPrintElem);

  printf("   Now Pop Stack,the top elem put into variable e.\n");
  Pop(Sa,&e);
  printf("%s\n%s\n%d\n%d\n",e.name,e.stuno,e.age,e.score);

  printf("   Let’s see the left of Stack’s elem:\n");
  StackTraverse(*Sa,StackPrintElem);

  getch();
  printf("\n\n\nWelcom to visit}

二、栈的应用１、利用栈实现数制转换 ２、利用栈实现单行编辑以上任选一题。数制转换示例#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<conio.h>

typedef int SElemType;

#include "stack.h"

Status visit(SElemType * e)
{
  printf(" %d  ", *e);
}

void conversion()
{
 pSqStack S;
 SElemType e;

 int n;
 InitStack(&S);
 printf("Input a number to convert to OCT:\n");
 scanf("%d",&n);

 if(n<0)
   {
     printf("\nThe number must be over 0.");
     return;
   }
 if(!n) Push(S,0);

 while(n){
   Push(S,n%8);
   n=n/8;
 }

 printf("the result is:        ");
 while(!StackEmpty(*S)){
   Pop(S,&e);
   printf("%d",e);
 }
}

main()
{
  printf("\n\n\n\n");
  conversion();
  getch();
  printf("\n\nWelcome to visit http://zmofun.yeah.net !");
}单行编辑示例#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<conio.h>

#define EOFILE ’`’

typedef char SElemType;

#include "stack.h"

Status visit(SElemType * e)
{
  printf("%c", *e);
}

char OP[10]={’+’,’-’,’*’,’/’,’(’,’)’,’#’};
int precede[7][7]={
      1,1,2,2,2,1,1,
      1,1,2,2,2,1,1,
      1,1,1,1,2,1,1,
      1,1,1,1,2,1,1,
      2,2,2,2,2,3,0,
      1,1,1,1,0,1,1,
      2,2,2,2,2,0,3};

int In(char c,char *op)
{
  int i=0;
  while(i<7)
     if(c==op[i++])
       return 1;
  return 0;
}

char Precede(char op,char c)
{
  int pos_op;
  int pos_c;
  int i;
  for(i=0;i<7;i++)
    {
      if(op==OP[i]) pos_op=i;
      if(c==OP[i]) pos_c=i;
    }
  switch(precede[pos_op][pos_c])
    {
      case 1:  return ’>’;
      case 2:  return ’<’;
      case 3:  return ’=’;
    }
}

char Operate(int a,char theta,int b)
{
  switch(theta)
    {
      case ’+’:return a+b-’0’;
      case ’-’:return a-b+’0’;
      case ’*’:return (a-’0’)*(b-’0’)+’0’;
      case ’/’:return (a-’0’)/(b-’0’)+’0’;
    }
}


char EvaluateExpression()
{
  SqStack *OPND,*OPTR;
  char c,x,theta;
  char a,b;
  InitStack(&OPTR);  Push(OPTR,’#’);
  InitStack(&OPND);
  c=getchar();
  while(c!=’#’||GetTop(*OPTR)!=’#’)
    {
      if(!In(c,OP))
 {Push(OPND,c);c=getchar();}
      else
 switch(Precede(GetTop(*OPTR),c))
   {
     case ’<’:
       Push(OPTR,c);
       c=getchar();
       break;
     case ’=’:
       Pop(OPTR,&x);
       c=getchar();
       break;
     case ’>’:
       Pop(OPTR,&theta);
       Pop(OPND,&b);  Pop(OPND,&a);
       Push(OPND,Operate(a,theta,b));
       break;
   }
    }
  c=GetTop(*OPND);
  DestroyStack(OPTR);
  DestroyStack(OPND);
  return c;
}


main()
{
  char i;
  printf("\n\n\n\nOnly within 0..9 evaluation,input a expression end with symbol #:\n");
  i=EvaluateExpression();
  printf("\nThis expression’s result is:   ");
  printf("%d\n\n\n\n",i-’0’);
  printf("\n\nWelcome to visit http://zmofun.yeah.net !");
}这里是实现栈的头文件 #include "simuc.h"


#define OVERFLOW -1
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 10

typedef int Status;

struct STACK
{
  SElemType *base;
  SElemType *top;
  int stacksize;
};

typedef struct STACK SqStack;
typedef struct STACK *pSqStack;

Status InitStack(SqStack  **S);
Status DestroyStack(SqStack *S);
Status ClearStack(SqStack *S);
Status StackEmpty(SqStack S);
int StackLength(SqStack S);
SElemType GetTop(SqStack S);
Status Push(SqStack *S,SElemType e);
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e);
Status StackTraverse(SqStack S,Status (*visit)());

Status InitStack(SqStack **S)
{
  (*S)=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack));
  (*S)->base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE *sizeof(SElemType));
  if(!(*S)->base)exit(OVERFLOW);
  (*S)->top=(*S)->base;
  (*S)->stacksize=STACK_INIT_SIZE;
  return OK;
}

Status DestroyStack(SqStack *S)
{
 free(S->base);
 free(S);
}

Status ClearStack(SqStack *S)
{
  S->top=S->base;
}

Status StackEmpty(SqStack S)
{
  if(S.top==S.base) return TRUE;
  else
    return FALSE;
}

int StackLength(SqStack S)
{
  int i;
  SElemType *p;
  i=0;
  p=S.top;
  while(p!=S.base)
    {p++;
     i++;
    }
}


SElemType GetTop(SqStack S)
{
  if(S.top==S.base) return ERROR;
  return *(S.top-1);
}

Status Push(SqStack *S,SElemType e)
{
 /*
  if(S->top - S->base>=S->stacksize)
   {

     S->base=(SElemType *) realloc(S->base,
     (S->stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType));
     if(!S->base)exit(OVERFLOW);
     S->top=S->base+S->stacksize;
     S->stacksize += STACKINCREMENT;
   }
  */

  *(S->top++)=e;
  return OK;
}

Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
{
  if(S->top==S->base) return ERROR;
  *e=*(--(S->top));
  return OK;
}


Status StackTraverse(SqStack S,Status (*visit)())
{
  while(S.top>S.base)
     visit(--S.top);
}