用C语言实现链栈的基本操作

/*

// 根据下面的结构体定义与声明实现给定的函数，不要修改函数声明

// ElemType 类型根据实际情况而定，

这里假设为 int typedef int ElemType;

// 链栈结构

typedef struct StackNode{
ElemType data;
struct StackNode *next;
} StackNode, *StackNodePtr;
typedef struct LinkStack {
StackNodePtr top;
int count;
} LinkStack, *LinkStackPtr;
// 构造一个空栈 S，成功返回 TRUE，失败返回 FALSE
Status initStack(LinkStackPtr S);
/**********************************************************************************
Name............:
Status push(LinkStackPtr S,ElemType e)
Description.....:
数据 e 压栈
Parameters......: S-指向 LinkStack 类型指针变量 e-压栈的数据
Return values...:
成功-return TRUE 失败-return FALSE
PreCondition....：调用 push 前，S 需要经过 initStack 初始化
PostCondition...：成功时，生成了一个存储 e 的新结点，数据 e 压入了 S 栈顶，栈 S 的长度 count 增 1，同时栈 S 的 top 指针指向新结点；失败时，栈 S 不改变 **********************************************************************************/
// 数据压栈，成功返回 TRUE,失败返回 FALSE
Status push(LinkStackPtr S, ElemType e);
// 数据弹栈，并赋值给 e，成功返回 TRUE,失败返回 FALSE
Status pop(LinkStackPtr S, ElemType *e);
// 栈的判空，若为空，返回 TRUE，否则返回 FALSE
Status isStackEmpty(LinkStackPtr S);
// 获取栈顶元素，并赋值给 e，成功返回 TRUE,失败返回 FALSE
Status getTop(LinkStackPtr S, ElemType *e);
// 销毁栈，成功返回 TRUE,失败返回 FALSE
Status destroyStack(LinkStackPtr S);
//利用上面的操作，实现一个算术表达值的求值。
（求值独立成一个函数，写在 test.c 中，带括号的中 缀表达式只包括加减，包括括号），比如： (1+(2-3)-(4+5))
*/

************************************************************************************************************************************************************************************************

栈作业.h

//将int类型定义为ElemType
typedef int ElemType;

//链栈结构
typedef struct StackNode {
ElemType data;
struct StackNode *next;
} StackNode, *StackNodePtr;

typedef struct LinkStack {
StackNodePtr top;
int count;
} LinkStack, *LinkStackPtr;

typedef enum Status
{
FLASE, TRUE
}Status;

// 构造一个空栈S，成功返回TRUE，失败返回FALSE

Status initStack(LinkStackPtr S);

/**********************************************************************************

Name............: Status push(LinkStackPtr S,ElemType e)

Description.....: 数据e压栈

Parameters......: S-指向LinkStack类型指针变量

e-压栈的数据

Return values...: 成功-retu
4000
rn TRUE

失败-return FALSE

PreCondition....：调用push前，S需要经过initStack初始化

PostCondition...：成功时，生成了一个存储e的新结点，数据e压入了S栈顶，栈S的长度count

增1，同时栈S的top指针指向新结点；失败时，栈S 不改变

**********************************************************************************/

// 数据压栈，成功返回TRUE,失败返回FALSE

Status push(LinkStackPtr S, ElemType e);

// 数据弹栈，并赋值给e，成功返回TRUE,失败返回FALSE

Status pop(LinkStackPtr S, ElemType *e);

// 栈的判空，若为空，返回TRUE，否则返回FALSE

Status isStackEmpty(LinkStack S);

// 获取栈顶元素，并赋值给e，成功返回TRUE,失败返回FALSE

Status getTop(LinkStackPtr S, ElemType *e);

// 销毁栈，成功返回TRUE,失败返回FALSE

Status destroyStack(LinkStackPtr S);

// 输出栈的元素
Status StackTraverse(LinkStack S);

unsigned char Prior[8][8] =
{ // 运算符优先级表
// '+' '-' '*' '/' '(' ')' '#' '^'
/*'+'*/'>','>','<','<','<','>','>','<',
/*'-'*/'>','>','<','<','<','>','>','<',
/*'*'*/'>','>','>','>','<','>','>','<',
/*'/'*/'>','>','>','>','<','>','>','<',
/*'('*/'<','<','<','<','<','=',' ','<',
/*')'*/'>','>','>','>',' ','>','>','>',
/*'#'*/'<','<','<','<','<',' ','=','<',
/*'^'*/'>','>','>','>','<','>','>','>'
};

typedef struct StackChar
{
char c;
struct StackChar *next;
}SC; //StackChar类型的结点SC

typedef struct StackFloat
{
float f;
struct StackFloat *next;
}SF; //StackFloat类型的结点SF

************************************************************************************************************************************************************************************************
栈作业.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"栈作业.h"
#include<math.h>
#include<string.h>

/* 构造一个空栈S */
Status initStack(LinkStackPtr S)
{
S->top = (StackNodePtr)malloc(sizeof(StackNode));
if(!S->top)
{
return FLASE;
}
S->top = NULL;
S->count = 0;
return TRUE;
}

/*插入元素e为新的栈顶元素*/
Status push(LinkStackPtr S, ElemType e)
{
StackNodePtr s= ( StackNodePtr ) malloc (sizeof (StackNode));
if( NULL == s)
return FLASE;
s->data = e;
s->next = S->top;/*把当前的栈顶元素复制给新结点的直接后继*/
S->top = s; /*把新的结点s赋值给栈顶指针*/
S->count++;
return TRUE;
}

/*若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回TRUE；否则返回FALSE*/
Status pop(LinkStackPtr S, ElemType *e)
{
StackNodePtr p;
if(isStackEmpty(*S))
return FLASE;
*e = S->top->data;
p = S->top;
S->top = S->top->next;
free(p);
S->count--;
return TRUE;
}

// 栈的判空，若为空，返回TRUE，否则返回FALSE
Status isStackEmpty(LinkStack S)
{
return S.count==0?TRUE:FLASE;
}

// 获取栈顶元素，并赋值给e，成功返回TRUE,失败返回FALSE
Status getTop(LinkStackPtr S, ElemType *e)
{
if(S->top == NULL)
{
return FLASE;
}
else
{
*e = S->top->data;
}
return TRUE;
}

// 销毁栈，成功返回TRUE,失败返回FALSE
Status destroyStack(LinkStackPtr S)
{
StackNodePtr p,q;
p = S->top;
while(p)
{
q = p;
p = p->next;
free(q);
}
S->count=0;
return TRUE;
}
//输出栈的元素
Status StackTraverse(LinkStack S)
{
StackNodePtr p;
p=S.top;
while(p)
{
printf("%d ",p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
return TRUE;
}

/***********************************************************************

各个模块的主要功能：
*Push(SC *s,char c)：把字符压栈
*Push1(SF *s,float f)：把数值压栈
*Pop(SC *s)：把字符退栈
*Pop1(SF *s)：把数值退栈
Operate(a,theta,b)：根据theta对a和b进行'+' 、'-' 、'*' 、'/' 、'^'操作
In(Test,*TestOp)：若Test为运算符则返回true，否则返回false
ReturnOpOrd(op,*TestOp)：若Test为运算符，则返回此运算符在数组中的下标
precede(Aop,Bop)：根据运算符优先级表返回Aop与Bop之间的优先级
EvaluateExpression(*MyExpression)：用算符优先法对算术表达式求值

***********************************************************************/

SC *Push(SC *s,char c) //SC类型的指针Push，返回p
{
SC *p=(SC*)malloc(sizeof(SC));
p->c=c;
p->next=s;
return p;
}

SF *Push1(SF *s,float f) //SF类型的指针Push，返回p
{
SF *p=(SF*)malloc(sizeof(SF));
p->f=f;
p->next=s;
return p;
}

SC *Pop(SC *s) //SC类型的指针Pop
{
SC *q=s;
s=s->next;
free(q);
return s;
}

SF *Pop1(SF *s) //SF类型的指针Pop
{
SF *q=s;
s=s->next;
free(q);
return s;
}

float Operate(float a,unsigned char theta, float b) //计算函数Operate
{
switch(theta)
{
case '+': return a+b;
case '-': return a-b;
case '*': return a*b;
case '/': return a/b;
case '^': return pow(a,b);
default : return 0;
}
}

char OPSET[8]={'+','-','*','/','(',')','#','^'};

Status In(char Test,char *TestOp)
{
int Find=FLASE,i;
for(i=0; i< 8; i++)
{
if(Test == TestOp[i])
Find= TRUE;
}
return Find;
}

Status ReturnOpOrd(char op,char *TestOp)
{
int i;
for(i=0; i< 8; i++)
{
if (op == TestOp[i])
return i;
}
}

char precede(char Aop, char Bop)
{
return Prior[ReturnOpOrd(Aop,OPSET)][ReturnOpOrd(Bop,OPSET)];
}

float EvaluateExpression(char* MyExpression)
{
// 算术表达式求值的算符优先算法
// 设OPTR和OPND分别为运算符栈和运算数栈，OP为运算符集合
SC *OPTR=NULL; // 运算符栈，字符元素
SF *OPND=NULL; // 运算数栈，实数元素
char TempData[20];
float Data,a,b;
char theta,*c,Dr[]={'#','\0'};
OPTR=Push(OPTR,'#');
c=strcat(MyExpression,Dr);
strcpy(TempData,"\0");//字符串拷贝函数
while (*c!= '#' || OPTR->c!='#')
{
if (!In(*c, OPSET))
{
Dr[0]=*c;
strcat(TempData,Dr); //字符串连接函数
c++;
if (In(*c, OPSET))
{
Data=atof(TempData); //字符串转换函数(double)
OPND=Push1(OPND, Data);
strcpy(TempData,"\0");
}
}
else // 不是运算符则进栈
{
switch (precede(OPTR->c, *c))
{
case '<': // 栈顶元素优先级低
OPTR=Push(OPTR, *c);
c++;
break;
case '=': // 脱括号并接收下一字符
OPTR=Pop(OPTR);
c++;
break;
case '>': // 退栈并将运算结果入栈
theta=OPTR->c;OPTR=Pop(OPTR);
b=OPND->f;OPND=Pop1(OPND);
a=OPND->f;OPND=Pop1(OPND);
OPND=Push1(OPND, Operate(a, theta, b));
break;
} //switch
}
} //while
return OPND->f;
} //EvaluateExpression

************************************************************************************************************************************************************************************************
Test.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"栈作业.c"
int main()
{
int j;
LinkStack s;
int e;
if(initStack(&s))
for(j=1;j<=10;j++)
push(&s,j);
printf("栈中元素依次为：");
StackTraverse(s);
pop(&s,&e);
printf("弹出的栈顶元素 e=%d\n",e);
printf("栈空否：%d(1:空 0:否)\n",isStackEmpty(s));
getTop(&s,&e);
destroyStack(&s);
printf("清空栈后，栈空否：%d(1:空 0:否)\n",isStackEmpty(s));
char array[128];
puts("请输入表达式:");
gets(array);
puts("该表达式的值为:");
printf("%s\b=%g\n",s,EvaluateExpression(array));
getchar();
return 0;

}