数据结构之自建算法库——链栈

本文针对数据结构基础系列网络课程(3)：栈和队列中第4课时栈的链式存储结构及其基本运算实现。

按照“0207将算法变程序”[视频]部分建议的方法，建设自己的专业基础设施算法库。

链栈算法库采用程序的多文件组织形式，包括两个文件：

　　1.头文件：listack.h，包含定义链栈数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明；

#ifndef LISTACK_H_INCLUDED
#define LISTACK_H_INCLUDED

typedef char ElemType;
typedef struct linknode
{
    ElemType data;              //数据域
    struct linknode *next;      //指针域
} LiStack;                      //链栈类型定义

void InitStack(LiStack *&s);  //初始化栈
void DestroyStack(LiStack *&s);  //销毁栈
int StackLength(LiStack *s);  //返回栈长度
bool StackEmpty(LiStack *s);  //判断栈是否为空
void Push(LiStack *&s,ElemType e);  //入栈
bool Pop(LiStack *&s,ElemType &e);  //出栈
bool GetTop(LiStack *s,ElemType &e);  //取栈顶元素
void DispStack(LiStack *s);  //输出栈中元素

#endif // LISTACK_H_INCLUDED

　　2.源文件：listack.cpp，包含实现各种算法的函数的定义

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "listack.h"

void InitStack(LiStack *&s)  //初始化栈
{
    s=(LiStack *)malloc(sizeof(LiStack));
    s->next=NULL;
}

void DestroyStack(LiStack *&s)  //销毁栈
{
    LiStack *p=s->next;
    while (p!=NULL)
    {
        free(s);
        s=p;
        p=p->next;
    }
    free(s);    //s指向尾结点,释放其空间
}

int StackLength(LiStack *s)  //返回栈长度
{
    int i=0;
    LiStack *p;
    p=s->next;
    while (p!=NULL)
    {
        i++;
        p=p->next;
    }
    return(i);
}

bool StackEmpty(LiStack *s)  //判断栈是否为空
{
    return(s->next==NULL);
}

void Push(LiStack *&s,ElemType e)  //入栈
{
    LiStack *p;
    p=(LiStack *)malloc(sizeof(LiStack));
    p->data=e;              //新建元素e对应的节点*p
    p->next=s->next;        //插入*p节点作为开始节点
    s->next=p;
}

bool Pop(LiStack *&s,ElemType &e)  //出栈
{
    LiStack *p;
    if (s->next==NULL)      //栈空的情况
        return false;
    p=s->next;              //p指向开始节点
    e=p->data;
    s->next=p->next;        //删除*p节点
    free(p);                //释放*p节点
    return true;
}

bool GetTop(LiStack *s,ElemType &e)  //取栈顶元素
{
    if (s->next==NULL)      //栈空的情况
        return false;
    e=s->next->data;
    return true;
}

void DispStack(LiStack *s)  //输出栈中元素
{
    LiStack *p=s->next;
    while (p!=NULL)
    {
        printf("%c ",p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("\n");
}

　　3.在同一项目（project）中建立一个源文件(如main.cpp)，编制main函数，完成相关的测试工作。 例：

#include <stdio.h>
#include "listack.h"

int main()
{
    ElemType e;
    LiStack *s;
    printf("(1)初始化链栈s\n");
    InitStack(s);
    printf("(2)链栈为%s\n",(StackEmpty(s)?"空":"非空"));
    printf("(3)依次进链栈元素a,b,c,d,e\n");
    Push(s,‘a‘);
    Push(s,‘b‘);
    Push(s,‘c‘);
    Push(s,‘d‘);
    Push(s,‘e‘);
    printf("(4)链栈为%s\n",(StackEmpty(s)?"空":"非空"));
    printf("(5)链栈长度:%d\n",StackLength(s));
    printf("(6)从链栈顶到链栈底元素:");DispStack(s);
    printf("(7)出链栈序列:");
    while (!StackEmpty(s))
    {   Pop(s,e);
        printf("%c ",e);
    }
    printf("\n");
    printf("(8)链栈为%s\n",(StackEmpty(s)?"空":"非空"));
    printf("(9)释放链栈\n");
    DestroyStack(s);
    return 0;
}

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