数据结构（C语言）代码实现（八）——顺序栈实现数值转换行编辑程序括号分配汉诺塔
目录
参考资料
顺序栈的实现
头文件SqStack.h（顺序栈函数声明）
源文件SqStack.cpp（顺序栈函数实现）
顺序栈的三个应用
数值转换
行编辑程序
顺序栈的实现测试
栈与递归的实现（以汉诺塔为例）
参考资料
1.本文文章结构参考这篇博客，部分代码也引用自这篇博客。
2021-9-22【数据结构/严蔚敏】【顺序栈&链式栈&迷宫求解&表达式求值】【代码实现算法3.1-3.5】_数据结构表达式求值代码严老师-CSDN博客
2.又搜到一个更靠谱的，这个的引用也用指针替代了。
栈和队列-数据结构与算法(C语言版)_调用pop(&s,&e)函数,让队头数据出队,赋值给参数e,printf输出e-CSDN博客3. 数据结构课本严蔚敏版。
顺序栈的实现
头文件SqStack.h（顺序栈函数声明）
#pragma once
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;//Status是函数的类型，其值是函数结果状态代码
typedef int SElemType;
//-----栈的顺序存储表示-----
#define STACK_INIT_SIZE 100 //存储空间初始分配量
#define STACKINCREMENT 10 //存储空间分配增量
typedef struct SqStack {
SElemType* base;//在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL
SElemType* top; //栈顶指针
int stacksize; //当前已分配的存储空间，以元素为单位
}SqStack;
//-----基本操作的函数原型说明-----
Status InitStack(SqStack& S);
//构造一个空栈S
Status DestroyStack(SqStack& S);
//销毁栈S，S不再存在
Status ClearStack(SqStack& S);
//把S置为空栈
Status StackEmpty(SqStack S);
//若栈S为空栈，则返回TRUE,否则返回FALSE
int StackLength(SqStack S);
//返回S的元素个数，即栈的长度
Status GetTop(SqStack S, SElemType& e);
//若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR
Status Push(SqStack& S, SElemType e);
//插入元素e为新的栈顶元素
Status Pop(SqStack& S, SElemType& e);
//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR
Status StackTraverse(SqStack S, void(*visit)(SElemType));
//从栈顶到栈底依次对栈中每个元素调用函数visit()。一旦visit()失败，则操作失败
源文件SqStack.cpp（顺序栈函数实现）
源文件SqStack.cpp是头文件SqStack.h的实现。
#include "SqStack.h"
//-----基本操作的函数算法描述（部分）-----
Status InitStack(SqStack& S) {
//构造一个空栈S
S.base = (SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
if (!S.base)exit(OVERFLOW);//存储分配失败，警告C6011
S.top = S.base;
S.stacksize = STACK_INIT_SIZE;
return OK;
}
Status DestroyStack(SqStack& S) {
free(S.base);
S.top = S.base = NULL;
S.stacksize = 0;
return OK;
}
Status ClearStack(SqStack& S) {
if (!S.base)return ERROR;
S.top = S.base;
return OK;
}
Status StackEmpty(SqStack S) {
if (S.base == S.top)
return OK;
return ERROR;
}
int StackLength(SqStack s) {
if (!s.base)
return ERROR;
return (int)(s.top - s.base);
}
Status GetTop(SqStack s, SElemType& e) {
//若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR
if (s.base == s.top)
return ERROR;
e = *(s.top - 1);
return OK;
}
Status Push(SqStack& s, SElemType e) {
//插入元素e为新的栈顶元素
if (!s.base)return ERROR;
if (s.top - s.base >= s.stacksize) {//栈满，追加存储空间
s.base = (SElemType*)realloc(s.base, (s.stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType));
if (!s.base)exit(_OVERFLOW);//存储分配失败
s.top = s.base + s.stacksize;
s.stacksize += STACKINCREMENT;
}
*s.top++ = e;//*s.top=e; s.top++;
return OK;
}
Status Pop(SqStack& s, SElemType& e) {
//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR
if (!s.base || s.top == s.base) return ERROR;
e = *--s.top;//--s.top; e=*s.top;
return OK;
}
Status StackTraverse(SqStack s, void (*visit)(SElemType)) {
SElemType* p = s.base;
if (!s.base)return ERROR;
while (p < s.top)
visit(*p++);
printf("\n");
return OK;
}顺序栈的四个应用
数值转换
源文件conversion.cpp
#include "SqStack.h"
void conversion() {
//对于输入的任意一个非负十进制整数，打印输出与其等值的八进制数
SqStack S;
InitStack(S);//构造空栈
SElemType N,e;
scanf_s("%d", &N);
if (N == 0)//当N为0时下面的while循环不输出
{
printf("%d", N);
return;
}
while (N) {
Push(S, N % 8);
N = N / 8;
}
while (!StackEmpty(S)) {
Pop(S, e);
printf("%d", e);
}
}
int main()
{
conversion();
return 0;
}//算法3.1测试结果（课本样例）
括号匹配
栈和队列-数据结构与算法(C语言版)_调用pop(&s,&e)函数,让队头数据出队,赋值给参数e,printf输出e-CSDN博客源文件 MatchBrackets.cpp
完整代码
#include "SqStack.h"
/*
* 括号匹配
* 注意将ElemType 修为 char
*/
Status MatchBrackets(SqStack& S, char* brackets) {
SElemType ch;
int len = strlen(brackets);
for (int i = 0; i < len; i++) {
if (brackets[i] == '{' || brackets[i] == '[' || brackets[i] == '(') {
Push(S, brackets[i]);
}
if (brackets[i] == '}' || brackets[i] == ']' || brackets[i] == ')') {
if (StackEmpty(S)) {
printf("右括号多于左括号\n");
return ERROR;
}
else {
GetTop(S, ch);
if (ch == '{' && brackets[i] == '}' || ch == '[' && brackets[i] == ']' || ch == '(' && brackets[i] == ')') {
Pop(S, ch);
}
}
}
}
if (!StackEmpty(S))
printf("左括号多于右括号\n");
else
printf("括号匹配成功！");
return OK;
}
int main()
{
SqStack S;
char brackets[81] = { 0 };
//用char* brackets;会报错
InitStack(S);
scanf_s("%s", brackets,sizeof(brackets));
//不知道为什么，不加sizeof()，括号匹配函数len一直为0，
//导致输出总是“括号匹配成功”。
MatchBrackets(S, brackets);
return 0;
}
测试结果
行编辑程序
源文件LineEdit.cpp
本来想两个主函数能不能在同一个工程下运行，结果不可以。接着我把数值转换这个主函数移除，发现可以运行行编辑程序这个代码了。
右键conversion.cpp，点击移除。
接着打开LineEdit.cpp。右键点击源文件，在添加中找到现有项，点击现有项寻找即可（前提是你写了）
下面是完整代码
#include "SqStack.h"
void visit(SElemType e) {
printf("%d ", e);
}
void LineEdit() {
//利用字符栈S，从终端接收一行并传送至调用过程的数据区
SqStack S;
InitStack(S);//构造空栈S
SElemType c;
char ch = getchar();//从终端接收第一个字符
while (ch != EOF) {//EOF为全文结束符,Ctrl+z+回车键对应EOF
while (ch != EOF && ch != '\n') {//一行内
switch (ch) {
case'#':Pop(S, c);
break;//仅当栈非空时退栈
case'@':ClearStack(S);
break;//重置S为空栈
default:Push(S, ch);
break;//有效字符进栈，未考虑栈满情形
}
ch = getchar();//从终端接收下一个字符
}
//将从栈底到栈顶的栈内字符传送至调用过程中的数据区
StackTraverse(S, visit);//课本没有，但我看不到结果，便加上了这个函数
ClearStack(S);//重置S为空栈
if (ch != EOF)ch = getchar();
}
DestroyStack(S);
}
int main()
{
LineEdit();
return 0;
}测试样例选自课本P49页右下角两行字符，测试结果如下：
此时正常返回。从元素个数看，结果正确，但不直观，所以将SElemType改为char类型。
为了实现行编辑程序，特别修改两处代码（仅在行编辑程序中使用）。
typedef char SElemType;//修改SqStack.h第13行
void visit(SElemType e) {
printf("%c", e);
}//修改LineEdit.cpp第4行最终结果
顺序栈的实现测试
源文件test.cpp ，这个是我复制粘贴的我参考的博客。
#include "SqStack.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void visit(SElemType e) {
printf("%d ", e);
}
//简单测试主函数
int main() {
SqStack s;
cout << "InitStack" << endl;
InitStack(s);
cout << "StackEmpty" << endl;
StackEmpty(s) ? cout << "yes\n" : cout << "no\n";
cout << "Push" << endl;
for (int i = 1; i <= 6; i++)
Push(s, i);
cout << "StackTraverse" << endl;
StackTraverse(s, visit);
cout << "StackLength" << endl;
cout << StackLength(s) << endl;
cout << "Pop" << endl;
SElemType e;
Pop(s, e);
cout << e << endl;
StackTraverse(s, visit);
cout << "GetTop" << endl;
GetTop(s, e);
cout << e << endl;
return 0;
}测试结果
栈与递归的实现（以汉诺塔为例）
这里课本的代码没有用栈实现递归，但一直在强调递归函数是通过栈实现的，并从栈的角度解释了递归函数的原理。
源文件hanoi.cpp
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
int C = 0;
void move(char x, int n, char z) {
printf("%d. Move disk %d from %c to %c\n", ++C, n, x, z);
}
void hanoi(int n, char x, char y, char z)
//将塔座x上按直径由小到大且自上而下编号为1至n的n个圆盘按规则搬到
//塔座z上，y可用作辅助塔座。
//搬动操作move(x, n, z) 可定义为(c是初值为0的全局变量，对搬动计数）：
//printf(" %i. Move disk %i from %c to %c\n", ++c, n, x, z);
{
if (n == 1)
move(x, 1, z);//将编号为1的圆盘从x移到z
else {
hanoi(n - 1, x, z, y);//将x上编号为1至n-1的圆盘移到y，z作辅助塔
move(x, n, z); //将编号为n的圆盘从x移到z
hanoi(n - 1, y, x, z);//将y上编号为1至n-1的圆盘移到z，x做辅助塔
}
}
int main()
{
int n=3;
char A='a', B='b', C='c';
hanoi(n, A, B, C);
return 0;
}