#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
typedef struct Point2D
{
int x;
int y;
}ElemType; //棧元素結構
typedef struct
{
ElemType *btm; //棧底
ElemType *top; //棧頂
int height; //棧高
int size; //棧總大小
}ArrStack; //棧結構
//棧方法聲明
ArrStack *CreateStack( int nSize ); ///創建一個大小為nSize的棧
void DestroyStack( ArrStack *pStack ); ///銷毀棧 pStack
void ClearStack( ArrStack *pStack ); ///清空棧 pStack 內的元素
int GetHeight( ArrStack *pStack ); ///獲取棧 pStack 的高度
int GetSize( ArrStack *pStack ); ///獲取棧 pStack 的總容量
int IsEmpty( ArrStack *pStack ); ///檢測棧 pStack 是否為空棧
int Push( ArrStack *pStack, ElemType *pt ); ///將元素 pt 壓入棧 pStack
int Pop( ArrStack *pStack, ElemType *pt ); ///將棧頂元素出棧到 pt
int GetTop( ArrStack *pStack, ElemType *pt ); ///獲取棧頂元素到 pt
void ForEachStack( ArrStack *pStack, void (*func)(ElemType *pt) ); ///從棧底到棧頂的每個元素依次執行 func 函數
void ReForEachStack( ArrStack *pStack, void (*func)(ElemType *pt) ); ///從棧頂到棧底的每個元素依次執行 func 函數
//棧方法實現
/**
* @brief 創建一個大小為 nSize 的棧
*
* @param nSize 棧的初始大小
*
* @return 返回指向創建的棧的指針
*
* @note nSize 初始大小需大于0
*/
ArrStack *CreateStack( int nSize )
{
//根據棧結構創建一個棧
ArrStack *pStack = (ArrStack *)malloc( sizeof(ArrStack) );
//申請棧初始空間
pStack->btm = (ElemType *)calloc( nSize, sizeof(ElemType) );
//令棧頂指向棧底元素
pStack->top = &pStack->btm[0];
//初始化棧高度為 0
pStack->height = 0;
//初始化棧大小為初始大小
pStack->size = nSize;
return pStack;
}
/**
* @brief 銷毀棧 pStack
*
* @param pStack 指向待銷毀的棧的指針
*
* @return void
*/
void DestroyStack( ArrStack *pStack )
{
//釋放棧內元素
free( pStack->btm );
//釋放棧
free( pStack );
}
/**
* @brief 清空棧內元素
*
* @param pStack 指向待清空元素的棧的指針
*
* @return void
*/
void ClearStack( ArrStack *pStack )
{
//令棧頂指向棧底
pStack->top = &pStack->btm[0];
//將棧高度置為 0
pStack->height = 0;
}
/**
* @brief 獲取棧 pStack 的高度
*
* @param pStack 指向待獲取高度的棧的指針
*
* @param 返回當前棧的高度
*/
int GetHeight( ArrStack *pStack )
{
return pStack->height;
}
/**
* @brief 獲取棧 pStack 的總容量
*
* @param pStack 指向待獲取總容量的棧的指針
*
* @return 返回棧的當前總容量
*/
int GetSize( ArrStack *pStack )
{
return pStack->size;
}
/**
* @brief 檢測棧 pStack 是否為空棧
*
* @param pStack 指向待檢測的棧的指針
*
* @return 若棧為空, 則返回 TRUE, 否則返回 FALSE
*/
int IsEmpty( ArrStack *pStack )
{
return pStack->height == 0 ? TRUE : FALSE;
}
/**
* @brief 將元素 pt 壓入棧 pStack
*
* @param pStack 指向待壓入元素的棧的指針
* @param pt 指向待壓入元素的指針
*
* @return 返回成功壓入后棧的高度
*/
int Push( ArrStack *pStack, ElemType *pt )
{
///檢測是否需要擴容
if( pStack->height == pStack->size )
{ //需要擴容
//重新申請于原棧大小2倍大小的棧空間
ElemType *pe = (ElemType *)calloc( pStack->size * 2, sizeof(ElemType) );
//將舊棧內容拷貝到新棧內容
memcpy( pe, pStack->btm, pStack->size * sizeof(ElemType) );
//重置棧總容量大小
pStack->size = pStack->size * 2;
//釋放舊棧空間
free( pStack->btm );
//將棧底指向新開辟的棧空間
pStack->btm = pe;
//棧頂指向新棧最后一個元素
pStack->top = &pe[pStack->height-1];
}
//將新元素壓入棧
pStack->btm[pStack->height].x = pt->x;
pStack->btm[pStack->height].y = pt->y;
//棧高度自增一
++pStack->height;
//棧頂指向最新棧元素
pStack->top = &pStack->btm[pStack->height-1];
return pStack->height;
}
/**
* @brief 將棧頂元素出棧 到 pt
*
* @param pStack 指向待彈出元素的棧的指針
* @param pt 指向接收彈出的元素的指針
*
* @return 出棧成功則返回出棧后棧的高度, 否則返回 -1
*/
int Pop( ArrStack *pStack, ElemType *pt )
{
///是否為空棧
if( pStack->height == 0 )
return -1;
//將棧頂元素賦值到 pt
pt->x = pStack->top->x;
pt->y = pStack->top->y;
//棧高度減一
--pStack->height;
//棧頂指向棧頂元素的上一個元素
pStack->top = &pStack->btm[pStack->height-1];
return pStack->height;
}
/**
* @brief 獲取棧頂元素到 pt
*
* @param pStack 指向待彈出元素的棧的指針
* @param pt 指向接收彈出的元素的指針
*
* @return 獲取成功則返回棧頂元素的位置, 否則返回 -1
*
* @note 元素位置由 0 計起
*/
int GetTop( ArrStack *pStack, ElemType *pt )
{
pt->x = pStack->top->x;
pt->y = pStack->top->y;
return pStack->height;
}
/**
* @brief 從棧底到棧頂的每個元素依次執行 func 函數
*
* @param pStack 指向待處理的棧的指針
* @param func 需要執行的函數的指針
*
* @return void
*/
void ForEachStack( ArrStack *pStack, void (*func)(ElemType *pt) )
{
int i = 0;
for( i = 0; i < pStack->height; ++i )
{
func( &pStack->btm[i] );
}
}
/**
* @brief 從棧頂到棧底的每個元素依次執行 func 函數
*
* @param pStack 指向待處理的棧的指針
* @param func 需要執行的函數的指針
*
* @return void
*/
void ReForEachStack( ArrStack *pStack, void (*func)(ElemType *pt) )
{
int i = pStack->height - 1;
for( i; i >= 0; --i )
{
func( &pStack->btm[i] );
}
}
//測試
void display( ElemType *pt )
{
printf( "(%d,%d) ", pt->x, pt->y );
}
int main()
{
///測試創建初始大小為 5 的棧
ArrStack *psk = CreateStack( 5 );
///測試 IsEmpty、GetSize、GetHeight
if( IsEmpty(psk) == TRUE )
printf( "Stack Size=%d, Stack Height=%d/n", GetSize(psk), GetHeight(psk) );
ElemType pt;
int i = 0;
///測試Push, 向棧內壓入8個元素
printf( "/n向棧內壓入8個元素后:/n" );
for( i = 0; i < 8; ++i )
{
pt.x = pt.y = i;
Push( psk, &pt );
}
//輸出壓入8個元素后的棧狀態
printf( "Is empty = %d/n", IsEmpty(psk) );
printf( "Stack size = %d/n", GetSize(psk) );
printf( "Stack height = %d/n", GetHeight(psk) );
///測試 ForEachStack、ReForEachStack
printf( "/n測試 ForEachStack、ReForEachStack:/n" );
ForEachStack( psk, display );
putchar('/n');
ReForEachStack( psk, display );
putchar('/n');
///測試getTop
GetTop( psk, &pt );
printf( "/n棧頂元素為: (%d,%d)/n", pt.x, pt.y );
///測試 Pop
Pop( psk, &pt );
printf( "/nPop彈出的元素為(%d,%d), 彈出后棧高:%d/n", pt.x, pt.y, GetHeight(psk) );
Pop( psk, &pt );
printf( "/nPop彈出的元素為(%d,%d), 彈出后棧高:%d/n", pt.x, pt.y, GetHeight(psk) );
///測試Push
pt.x = pt.y = 100;
Push( psk, &pt );
printf( "/nPop壓入的元素為(%d,%d), 壓入后棧高:%d/n", pt.x, pt.y, GetHeight(psk) );
///執行全面出棧操作
printf( "/n執行全面出棧:/n" );
int n = GetHeight(psk);
for( i = 0; i < n; ++i )
{
Pop( psk, &pt );
printf( "Pop彈出的元素為(%d,%d), 彈出后棧高:%d/n", pt.x, pt.y, GetHeight(psk) );
}
///銷毀棧
DestroyStack( psk );
return 0;
}
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