清华大学计算机程序设计基础_12

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栈的基本操作有： l ClearStack(&S)：清空一个栈； l GetTop(S, &e)：获取栈顶元素（不删 除该栈顶元素）； l Pop(S, &e)：获取栈顶元素但同时删 除该元素； l Push(&S, e)：向栈顶插入一个元素； l Empty(S)：判断是否为空栈的函数。 当S为空栈时，返回true，否则返回false
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栈的应用－－递归编程的应用
常见的阶乘运算的编程，可以引入栈的应用
栈顶元 素为1
fac( int n) { float f; if(n==1||n==0) f=1; else f=n*fac(n-1); return(f); }
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例：求10！
n
1!
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栈的基本操作
Top为栈顶指针，随 着不同操作而移动 top bottom 空栈 增加元素 top bottom
top top bottom
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bottom
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删除元素
12.2 栈的实现
栈是一种特殊的表，因此凡是 可以用来实现表的数据结构都可以 用来实现栈。
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括号匹配的检验
在编译C语言的源程序时，要对括号进行配对检查，如：
[（ [ ] [ ] { } ) ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[ ( [ 1、2、3 4 ] ( [ [ ( [ 5 6 ] ( [ { ( } ( [ 8 9 [ 10 ) ]
[
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接收1时，就等待第10 ，然而等来的是2，2又等9，…全部配套 后，编译通过，否则出现错误提示。 每读入一个括号，若是右括号，则使栈顶的最急迫的期待 得以消除，若是不合法的情况，如是左括号，则作为一个新的 ，更急迫的期待压入栈中。
第12章 栈及其应用
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本章主要内容
• 栈的定义及其基本操作 • 栈的实现 • 进制转换--栈的应用实例
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12.1 栈的定义及其基本操作
栈是一种只允许在栈顶进行插入和删除 操作的线性表，可用数组或线性表来实现
出栈 入栈
栈顶
an a n -1
a1 栈底 a0
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行编辑程序
简单的行编辑器的 功能是接收用户从终端 输入的程序或者数据并 存入用户的数据区。 用户编辑的特点： • 输入时不能不出错 • 若输入一个字即送入用户数据区，显然 是不恰当的最好是一行输入一次数据区 • 应该允许用户及时修改当前行的错误 假定从终端输入如下的字符： whab##ile(s# *s) outcha@putchar(*s=#++)
•
(8) (n-2) (9) (n-1) (10) n
3 2 1
(n-2)! (n-1)! n!
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假定 ＃：退格 @：退行，当前行无效
过程：先判断它是否是退格符或者 退行符，若不是，就将字符压入栈 顶。 若是退格符：从栈顶删除一个字符 若是退行符：将字符栈清为空栈
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while(*s) putchar(*s++)
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接收用户输入的数据，存入用户的数据区 “ #”表示退格符，“ @”表示退行符。 void LineEdit() {InitStack(S); // 构造空栈 ch=getchar(); // 从终端接收一个字符 while(ch!=EOF) // EOF为全文结束符 {while(ch!=EOF && ch!='\n') {switch (ch) {case ‘#’:Pop(S,c); break; //退格，删除栈顶元素 case ‘@’:ClearStack(S); break; //当前行无效 default:Push(S,ch);break; } //插入ch为新的栈顶元素 ch=getchar(); //接收下一个字符 } ClearStack(S);//重置S为空栈，以便重新放入行内容 if(ch!=EOF) ch=getchar(); } DestroyStack(S); //销毁栈，栈不再存在 }
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void conversion() //进制转换 {Stack s; int dec; ClearStack(&s); scanf("%d",&dec); while( dec > 0) { Push(&s, dec % 2); dec=dec/2;} while(!Empty(s)) { Pop(&s,&dec); printf("%d",dec);} printf("\n"); }
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void Pop(Stack * s, TYPE * element) //获取栈顶元素但同时删除该元素 {if(Empty(*s) )element = NULL; else { *element = s->element[s->top]; s->top--; } } void Push(Stack * s, TYPE element) //向栈顶插入一个元素 { if(s->top == MAXLENGTH-1) return; else { s->top++; s->element[s->top]=element; } }
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(3) 获取栈顶元素但同时删除该元素 void Pop(Stack s, TYPE * element) { if (Empty(s)) element = NULL; else { *element = s->element; s = s->next; } }
(4) 向栈顶插入一个元素的操作 void Push(Stack s, TYPE element) { Node * node; node = malloc(sizeof(Node)); node->field = element; node->next = s; s = node; } (5) 判断是否为空栈的操作 int Empty(Stack s) { return (s == NULL); }
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12.2.1 栈的数组实现
#define MAXLENGTH 256
#define TYPE int struct TStack { int top; TYPE element[MAXLENGTH]; }; typedef struct TStack Stack;
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8பைடு நூலகம்
(1) 清空一个栈的操作 void ClearStack(Stack s) { Node * p = s; while(p != NULL) { s = s->next; free(p); s = NULL; }
p = s; }
(2) 获取栈顶元素的操作 void GetTop(Stack s, TYPE * element) { if(Empty(s)) element = NULL; else *element = s->element; }
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void ClearStack(Stack *s) { s->top = -1; } int Empty(Stack s) { if (s.top == -1) else return 0; }
//清空栈
//判断是否为空栈 return 1;
void GetTop(Stack s, TYPE * element) //获取栈顶元素 { if(Empty(s)) element = NULL; else *element=s.element[s.top]; }
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12.3进制转换--栈的应用实例
(1) 算法
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12.3.2 算法的实现
例：(15)10=(1111)2
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAXLENGTH 32 #define TYPE int struct TStack //定义栈结构 { int top; TYPE element[MAXLENGTH]; }; typedef struct TStack Stack;
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12.2.2 栈的链式存储实现
链式存储栈的类型说明如下： #define TYPE int //定义任意类型的栈结构 struct TNode {TYPE field; //TYPE泛指任意可能的类型 struct TNode * next; }; typedef struct TNode * Stack; //定义一个Stack栈