【数据结构】栈

//栈的定义
//这里存在一个问题：堆和栈的区别
//栈是一个后进先出的线性表（这里就可以知道了线性表中顺序表和链表即可以自己操作数据，同时也是其他数据结构的基础，例如栈、队列的基础）
//堆栈在眼前的认知中就好比是洗盘子，队列就好比是队列，先进先出
//栈分栈顶（表尾）和栈尾（表头），栈只能在栈顶进行操作，出栈或者进栈都是在栈顶操作。这是和一般的线性表区别的地方
//既然栈作为线性表，那么其就可以用顺序表或者链表进行存储，但是一般的栈我们都是用顺序表进行存储

//顺序栈定义
typedef struct{
Elemtype*base;//栈底
Elemtype*top;//栈顶
int stacksize;//栈的容量
}sqStack;

//创建一个栈
#define stack_init_size 100
initstack(sqStack*s){
/*在内存中开辟一段连续空间作为栈空间，首地址赋值s->base*/
s->base=(Elemtype*)malloc(stack_init_size*sizeof(Elemtype));
if(!s->base){
exit(0);
}
s->top=s->base;//刚开始的时候栈的容量为0.因此栈顶就等于栈底
s->stacksize=stack_init_size;//区别最大容量和栈的当前容量
}

//入栈操作
#define stackcrement 100
Push(sqStack *s,Elemtype e){
if((s->top-s->base)>=s->stacksize){
/*栈满，追加空间*/
S->base=(Elemtype*)realloc(s->base,(s->stacksize+stackcrement)*sizeof(Elemtype));
if(!s->base){
exit(0);
}
s->top=s->base+s->stacksize;//这句话还需要多多理解，不是很懂
//上面这句话，你要理解上下文才能理解。因为栈满，所以要添加新的栈空间，因此top指针肯定是新申请的第一个位置。
s->stacksize=s->stacksize+stackcrement;
}
//放入数据操作
*(s->top)=e;
s->top++;
}

//出栈操作
//出栈操作相对来时，更加的简单，只需要判断top指针是否等于base指针就可以了。
Pop(sqStack *s,Elemtype*e){
if(s->top==s->base){
return ;
}else{
*e=*(s->top);
s->top--;
}
}

//清空一个栈
//注意要区别于销毁一个栈
//因为清空一个栈，只是希望将栈中元素全部作废，而栈本身的物理空间并不一定发生改变。因此s->top=s->base，也就表明了这个栈是空的。
ClearStack(sqStack*s){
s->top=s->base;
}
//销毁一个栈
//销毁一个栈和清空一个栈不是同一个意思，销毁一个栈是要将该栈占据的物理内存空间都释放，这个清空一个栈有着本质上面的区别
//使用malloc申请就必须使用free销毁
DestroyStack(sqStack*s){
int i,len;
len=s->stacksize;
for(i=0;i<len;i++){
free(s->base);
s->base++;//出栈进栈操作都是在栈顶进行操作，当需要销毁数据的时候就从栈底进行操作。
}
//free以后记得以下操作：
s->base=s->top=null;
s->stacksize=0;

//计算栈的当前容量
int StackLength(sqStack s){
return (s.top-s.base);//下标是从零开始
}

}

//实例分析
//利用栈的数据结构，将二进制数转换为十进制数
//解题思路：首先就是要注意到二进制数和常规的十进制计算过程是对称的，也就是说高位先压入栈底，低位二进制数后压入栈，计算的时候就刚好返回。
//既然确定了利用栈进行数据的计算，那么栈的初始化，出栈、入栈、销毁等操作就必不可少。

//所有的代码都按照下面这个为准，因为经过调试了的
#include  "stdio.h"
#include  "math.h"
#include "stdlib.h"
#include <string.h>
#define stack_init_size 100
#define stackcrement 100

typedef char Elemtype;
//顺序栈定义
typedef struct{
Elemtype*base;//栈底
Elemtype*top;//栈顶
int stacksize;//栈的容量
}sqStack;

//创建一个栈
void initstack(sqStack*s){
/*在内存中开辟一段连续空间作为栈空间，首地址赋值s->base*/
s->base=(Elemtype*)malloc(stack_init_size*sizeof(Elemtype));
if(!s->base){
exit(0);
}
s->top=s->base;//刚开始的时候栈的容量为0.因此栈顶就等于栈底
s->stacksize=stack_init_size;//区别最大容量和栈的当前容量
}

//入栈操作
void Push(sqStack *s,Elemtype e){
if((s->top-s->base)>=s->stacksize){
/*栈满，追加空间*/
s->base=(Elemtype*)realloc(s->base,(s->stacksize+stackcrement)*sizeof(Elemtype));
if(!s->base){
exit(0);
}
s->top=s->base+s->stacksize;//这句话还需要多多理解，不是很懂
//上面这句话，你要理解上下文才能理解。因为栈满，所以要添加新的栈空间，因此top指针肯定是新申请的第一个位置。
s->stacksize=s->stacksize+stackcrement;
}
//放入数据操作
*(s->top)=e;
s->top++;
}

//出栈操作
//出栈操作相对来时，更加的简单，只需要判断top指针是否等于base指针就可以了。
void Pop(sqStack *s,Elemtype*e){
if(s->top==s->base){
return ;
}else{
//*e=*--(s->top);//原本是这样的，答案就是正确的，改成自己版本就错误了
//第一要明白自减符号的优先级高于取地址符号，两者都是属于第二集团的。其次是要知道s->top的位置始终指向的是待存储的位置，因此必须先自减，
//才能取到第一个数据
//这样就正确了，当初自己把两者的顺序搞反了
s->top--;
*e=*(s->top);
}
}

//清空一个栈
//注意要区别于销毁一个栈
//因为清空一个栈，只是希望将栈中元素全部作废，而栈本身的物理空间并不一定发生改变。因此s->top=s->base，也就表明了这个栈是空的。
void ClearStack(sqStack*s){
s->top=s->base;
}
//销毁一个栈
//销毁一个栈和清空一个栈不是同一个意思，销毁一个栈是要将该栈占据的物理内存空间都释放，这个清空一个栈有着本质上面的区别
//使用malloc申请就必须使用free销毁
void DestroyStack(sqStack*s){
int i,len;
len=s->stacksize;
for(i=0;i<len;i++){
free(s->base);
s->base++;//出栈进栈操作都是在栈顶进行操作，当需要销毁数据的时候就从栈底进行操作。
}
//free以后记得以下操作：
s->base=s->top=NULL;
s->stacksize=0;
}
//计算栈的当前容量
int StackLength(sqStack s){
return (s.top-s.base);//下标是从零开始
}

//

void main(){
Elemtype c;
sqStack s;
int len,i,sum=0;
printf("please input a binary digit\n");
/*创建一个栈，用来存放二进制字符串*/
initstack(&s);
/*输入0/1字符表示二进制，以#结束*/
scanf("%c",&c);
while (c!='#')
{
Push(&s,c);
scanf("%c",&c);
}
//字符输入函数的作用是从终端（或者系统隐含指定的输入设备）输入一个字符。
//函数的值就是从输入设备中得到的字符
//这里之所以会有getchar就是将上面#显示出来
getchar();
len=StackLength(s);
for (i=0;i<len;i++)
{
Pop(&s,&c);
//  long double pow(long double,int)
//  float pow(float,int)
//	double pow(double,int) 因此如果自己写pow(2,i)的时候就会出错
sum=sum+(c-48)*pow(2.0,i);//之所以要减去48，因为0在char存储对应十进制的48
}
printf("Decimal is %d\n",sum);
//DestroyStack(&s);
}