C語言---堆棧（鏈表實現）

一：堆棧的引入

堆棧可以比較好的解決后綴表達式的問題。

拓展一：

中綴表達式：運算符號位於兩個運算數之間；例如a + b * c - d/c;

后綴表達式：運算符號位於兩個運算數之后；例如ab * + de -;

 

 

 

 

這個時候就需要一種存儲辦法，能夠順序存儲運算數，並在需要的時候倒序輸出，這就需要堆棧。

 

二、堆棧的概念

 

堆棧是一個特定的存儲區或寄存器，它的一端是固定的，另一端是浮動的 。對這個存儲區存入的數據，是一種特殊的數據結構。所有的數據存入或取出，只能在浮動的一端（稱棧頂）進行，嚴格按照“先進后出”的原則存取，位於其中間的元素，必須在其棧上部（后進棧者）諸元素逐個移出后才能取出。

 

堆棧的存儲過程像一個堆碟子的過程，舊的碟子堆在下面，新碟子堆在上面，拿碟子的過程，也是先拿新碟子，最后才能拿到舊碟子。

 

三、堆棧的鏈表實現

 

 

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

typedef int Elementtype;

//定義節點
typedef struct Node{
    Elementtype Element;
    struct Node *next;
}NODE,*PNODE;

//定義棧的結構體 
typedef struct Stack{
    PNODE PTOP;        
    PNODE PBOOTOM;
}STACK,* PSTACK;

void InitStack(PSTACK Stack);
void PushStack(PSTACK Stack,int val);
void PopStack(PSTACK Stack,int *val);
void TraverseStack(PSTACK Stack);
bool IsEmpty(PSTACK Stack);
void ClearStack(PSTACK Stack);

int main(){
    STACK Stack;
    int val = 0;
    InitStack(&Stack);
    IsEmpty(&Stack);
    PushStack(&Stack,100);
    PushStack(&Stack,100);
    PushStack(&Stack,100);
    PushStack(&Stack,100);
    IsEmpty(&Stack);
    PopStack(&Stack,&val);
    TraverseStack(&Stack);
    ClearStack(&Stack);
    
    return 0;
} 


void InitStack(PSTACK Stack){
    PNODE PNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    if(PNew == NULL){
        printf("新結點空間的分配失敗！");
        exit(-1); 
    }
    
    Stack->PTOP = PNew;
    Stack->PBOOTOM = PNew;
    PNew->next = NULL;
    printf("棧創建成功！\n"); 
}

void PushStack(PSTACK Stack,int val){
    PNODE P = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    if(P == NULL){
        printf("新結點空間的分配失敗！");
        exit(-1);
    }
    P->Element=val;    //將值賦給結點的賦值域 
    P->next = Stack->PTOP;    //使新建的結點指向上一個結點 
    Stack->PTOP = P;    //更新棧頂元素，使其指向新的結點 
}

void PopStack(PSTACK Stack,int *val){
    if(Stack->PBOOTOM == Stack->PTOP){
        printf("棧已空"); 
    }
    PNODE P = Stack->PTOP;
    *val = P->Element;
    Stack->PTOP = P->next;
    free(P);
    P = NULL;
    printf("%d 已出棧!\n",*val);
} 

void TraverseStack(PSTACK Stack){
    if (IsEmpty(Stack)){
        printf("遍歷棧失敗，棧已空！\n"); 
    }
    PNODE P = Stack->PTOP;
    printf("遍歷棧中的元素為：");
    while(P != Stack->PBOOTOM){
        printf("%d\n",P->Element);
        P = P->next;
    } 
}

bool IsEmpty(PSTACK Stack){
    if(Stack->PTOP == Stack->PBOOTOM){
        printf("棧為空！\n");
        return true; 
    }
    else{
        return false;
    }
}

void ClearStack(PSTACK Stack){
    if(IsEmpty(Stack)){
        printf("棧為空，無需再清除！\n");
    }
    PNODE P = Stack->PTOP;
    PNODE S = NULL;
    
    while(P != Stack->PBOOTOM){
        S = P->next;
        free(P);
        P = S;
    }
    Stack->PTOP = Stack->PBOOTOM;
    printf("棧已清空！\n");
}

 

運行結果圖