educoder数据结构与算法 栈 第2关:实现一个链接存储的栈

news2024/9/21 10:35:39

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任务描述

相关知识

编程要求

测试说明

AC_Code


任务描述

本关任务是实现 step2/LnkStack.cpp 中的LS_IsEmptyLS_LengthLS_PushLS_PopLS_Top五个操作函数,以实现判断栈是否为空、求栈的长度、进栈、出栈以及获取栈顶元素等功能。

相关知识

链接存储的栈

栈的存储也可以采用链接存储的方式来实现。下面给出了一种基于链接存储的栈的实现方案:

如图 1 所示:该栈存储了 3 个元素 {56,77,15} ,其中 56 是栈顶元素。

这种实现方案中与栈相关的两个属性元素toplen介绍如下:

  • top: 指向栈顶结点的指针;
  • len: 栈中结点的个数。

特别说明:链接存储方式下,链表头结点作为栈顶结点,用指针top指向栈顶结点,栈结点个数由len给出。

基于toplen组织成的栈结构如下:

 
  1. struct LinkStack {
  2. LNode* top; // 栈顶指针
  3. int len; // 栈的长度
  4. };

为了讨论简单,我们假设栈元素的数据类型为整数:

 
  1. typedef int T; // 栈元素的数据类型

同时,每个结点的结构定义为:

 
  1. struct LNode {
  2. T data;
  3. LNode* next;
  4. };

据此,只要给定指向该结构的一指针ls,就可对栈进行出栈操作。

  • 进行出栈操作时,将指针top指向的当前栈顶元素 56 出栈,出栈后top指向下一个栈顶元素 77,这时的状态则如图 2 所示。

针对链式栈我们定义如下操作:

  • 创建栈:创建一个链式栈。具体操作函数定义如下: LinkStack* LS_Create()

  • 释放栈:释放栈所占用的空间。具体操作函数定义如下: void LS_Free(LinkStack* ls)

  • 清空一个栈:将链式栈变为空栈。具体操作函数定义如下: void LS_MakeEmpty(LinkStack* ls)

  • 判断栈是否为空:若栈为空,则返回true,否则返回false。具体操作函数定义如下: bool LS_IsEmpty(LinkStack* ls)

  • 求栈的长度:获取链式栈的长度。具体操作函数定义如下: int LS_Length(LinkStack* ls)

  • 将元素 x 进栈:将 x 进栈,若满栈则无法进栈,具体操作函数定义如下: void LS_Push(LinkStack* ls, T x)

  • 出栈:出栈的元素放入 item 。若出栈成功(栈不为空),则返回true;否则(空栈),返回false。具体操作函数定义如下: bool LS_Pop(LinkStack* ls, T& item)

  • 获取栈顶元素:获取栈顶元素放入 item 中。若获取失败(空栈),则返回false,否则返回true。具体操作函数定义如下: bool LS_Top(LinkStack* ls, T& item)

  • 打印栈中元素:从栈顶到栈底打印各结点数据元素。具体操作函数定义如下: void LS_Print(LinkStack* ls)

编程要求

本关任务是实现 step2/LnkStack.cpp 中的LS_IsEmptyLS_LengthLS_PushLS_PopLS_Top五个操作函数,以实现判断栈是否为空、求栈的长度、进栈、出栈以及获取栈顶元素等功能。具体要求如下:

  • LS_IsEmpty:判断栈是否为空,若栈为空,则返回true,否则返回false

  • LS_Length:获取链式栈的长度;

  • LS_Push:将元素 x 进栈,若满栈则无法进栈,返回false,否则返回true

  • LS_Pop:若出栈成功(栈不为空),则返回true;否则(空栈),返回false

  • LS_Top:获取栈顶元素;

  • 输入输出格式请参见后续说明及测试样例。

注意:本关必读中提及的其他操作已经由平台实现,你在实现本关任务的五个操作函数时,在函数体内可调用其他操作。

本关涉及的代码文件 LnkStack.cpp 中的 5 个操作函数的代码框架如下:

 
  1. bool LS_IsEmpty(LinkStack* ls)
  2. // 判断栈是否为空。为空返回true,否则返回false。
  3. {
  4. // 请在这里补充代码,完成本关任务
  5. /********** Begin *********/
  6. /********** End **********/
  7. }
 
  1. int LS_Length(LinkStack* ls)
  2. // 获取栈的长度
  3. {
  4. // 请在这里补充代码,完成本关任务
  5. /********** Begin *********/
  6. /********** End **********/
  7. }
 
  1. void LS_Push(LinkStack* ls, T x)
  2. // 将元素x进栈
  3. {
  4. // 请在这里补充代码,完成本关任务
  5. /********** Begin *********/
  6. /********** End **********/
  7. }
 
  1. bool LS_Pop(LinkStack* ls, T& item)
  2. // 出栈的元素放入item。若出栈成功(栈不为空),则返回true;否则(空栈),返回false。
  3. {
  4. // 请在这里补充代码,完成本关任务
  5. /********** Begin *********/
  6. /********** End **********/
  7. }
 
  1. bool LS_Top(LinkStack* ls, T& item)
  2. // 获取栈顶元素,若获取失败(空栈),则返回false,否则返回true。
  3. {
  4. // 请在这里补充代码,完成本关任务
  5. /********** Begin *********/
  6. /********** End **********/
  7. }

测试说明

本关的测试文件是 step2/Main.cpp ,负责对你实现的代码进行测试。具体代码如下:

 
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #include <string.h>
  4. #include "LnkStack.h"
  5. #pragma warning(disable:4996)
  6. void main()
  7. {
  8. LinkStack* ls=LS_Create();
  9. char dowhat[100];
  10. while(true) {
  11. scanf("%s", dowhat);
  12. if (!strcmp(dowhat,"push")) {
  13. T x;
  14. scanf("%d", &x);
  15. LS_Push(ls,x);
  16. }else if (!strcmp(dowhat,"pop")) {
  17. T item;
  18. LS_Pop(ls, item);
  19. }
  20. else {
  21. break;
  22. }
  23. }
  24. int length=LS_Length(ls);
  25. printf("Stack length: %d\n", length);
  26. LS_Print(ls);
  27. LS_Free(ls);
  28. system("PAUSE");
  29. }

注意:step2/Main.cpp 的代码不能被修改。

输入输出说明: 输入格式: 输入多个操作:如果输入 “push” ,则后面跟一个数 x ,表示 x 进栈;如果输入 “pop” ,表示出栈操作;如果输入 “end” ,表示输入结束。

输出格式: 输出栈的长度,然后从栈顶到栈底依次输出各元素。

以下是平台对step2/Main.cpp的测试样例: 样例输入: push 56 push 15 push 12 push 13 pop end 样例输出 Stack length: 3 The stack (from top to bottom): 12 15 56


开始你的任务吧,祝你成功!

人生是在进行着无数次入围与淘汰的比赛。无论入围还是淘汰,都应该有一份超越自我心,挑战自我之心,战胜自我之心,以及一份不甘落后,顽强拼捕的精神。

AC_Code

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "LnkStack.h"
 
/*创建栈*/
LinkStack* LS_Create()
{
    LinkStack* ls=(LinkStack*)malloc(sizeof(LinkStack));
    ls->top = NULL;
    ls->len = 0;
    return ls;
}
 
/*释放栈*/
void LS_Free(LinkStack* ls)
{
    LNode* curr = ls->top;
    while(curr) {
        LNode* next = curr->next;
        free(curr);
        curr=next;
    }
    free(ls);//释放头结点
}
 
/*将栈变为空栈*/
void LS_MakeEmpty(LinkStack* ls)
{
    LNode* curr = ls->top;
    while(curr) {
        LNode* next = curr->next;
        free(curr);
        curr=next;
    }
    ls->top = NULL;
    ls->len = 0;
}
 
/*判断栈是否为空*/
bool LS_IsEmpty(LinkStack* ls)
{
    // 请在这里补充代码,完成本关任务
    /********** Begin *********/
    return ls->top==NULL;
 
 
    /********** End **********/
}
 
/*获取栈的长度*/
int LS_Length(LinkStack* ls)
{
    // 请在这里补充代码,完成本关任务
    /********** Begin *********/
    return ls->len;
 
 
    /********** End **********/
}
 
/*将x进栈*/
void LS_Push(LinkStack* ls, T x)
{
    // 请在这里补充代码,完成本关任务
    /********** Begin *********/
    LNode* node=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));
    node->data=x;
    node->next=ls->top;
    ls->top=node;
    ls->len++;
 
    /********** End **********/
}
 
/*出栈。出栈元素放入item;如果空栈,将返回false*/
bool LS_Pop(LinkStack* ls, T& item)
{
    // 请在这里补充代码,完成本关任务
    /********** Begin *********/
    LNode*node=ls->top;
    if(node==NULL)  return false;
    item=node->data;
    ls->top=node->next;
    ls->len--;
    /********** End **********/
}
 
/*读栈顶元素放入item。如果空栈,将返回false*/
bool LS_Top(LinkStack* ls, T& item)
{
    // 请在这里补充代码,完成本关任务
    /********** Begin *********/
    LNode* node=ls->top;
    if (node==NULL) 
    {
        return false;
    }
    item = node->data;
    return true;
 
 
    /********** End **********/
}
 
/*从栈顶到栈底打印各结点数据*/
void LS_Print(LinkStack* ls)
{
    if (ls->len==0){ 
        printf("The stack: Empty!");
        return;
    }
    printf("The stack (from top to bottom):");
    LNode* curr=ls->top;
    while(curr) {
        printf(" %d", curr->data);
         
        curr=curr->next;
    }
   // printf("\n");
}

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