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仍有未知等待探索_数据结构,C语言疑难,小项目-CSDN博客
专题分栏---数据结构
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一、前言
今天写老师留的PTA的作业时，遇到一个非常不一样的栈，我觉得应该把它写出来，让大家眼前一亮 ，扩展一下视野，并且也能让我有更深层次的理解！
二、题目
要求
本题要求在一个数组中实现两个堆栈。
函数接口定义：
Stack CreateStack( int MaxSize ); //栈的创建 bool Push( Stack S, ElementType X, int Tag );//入栈 ElementType Pop( Stack S, int Tag );//出栈其中
Tag是堆栈编号，取1或2；MaxSize堆栈数组的规模；
Stack结构定义如下：typedef int Position; struct SNode { ElementType *Data; Position Top1, Top2; int MaxSize; }; typedef struct SNode *Stack;注意：如果堆栈已满，
Push函数必须输出“Stack Full”并且返回false；如果某堆栈是空的，则Pop函数必须输出“Stack Tag Empty”（其中Tag是该堆栈的编号），并且返回ERROR。
裁判测试程序样例
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ERROR 1e8 typedef int ElementType; typedef enum { push, pop, end } Operation; typedef enum { false, true } bool; typedef int Position; struct SNode { ElementType *Data; Position Top1, Top2; int MaxSize; }; typedef struct SNode *Stack; Stack CreateStack( int MaxSize );//栈的创建 bool Push( Stack S, ElementType X, int Tag );//入栈 ElementType Pop( Stack S, int Tag );//出栈 Operation GetOp(); /* details omitted *///操作 void PrintStack( Stack S, int Tag ); /* details omitted *///打印 int main() { int N, Tag, X; Stack S; int done = 0; scanf("%d", &N); S = CreateStack(N); while ( !done ) { switch( GetOp() ) { case push: scanf("%d %d", &Tag, &X); if (!Push(S, X, Tag)) printf("Stack %d is Full!\n", Tag); break; case pop: scanf("%d", &Tag); X = Pop(S, Tag); if ( X==ERROR ) printf("Stack %d is Empty!\n", Tag); break; case end: PrintStack(S, 1); PrintStack(S, 2); done = 1; break; } } return 0; } /* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例
5 Push 1 1 Pop 2 Push 2 11 Push 1 2 Push 2 12 Pop 1 Push 2 13 Push 2 14 Push 1 3 Pop 2 End
输出样例
Stack 2 Empty Stack 2 is Empty! Stack Full Stack 1 is Full! Pop from Stack 1: 1 Pop from Stack 2: 13 12 11
三、分析
在写之前，我们要明白，什么是在一个数组里面实现两个堆栈。堆栈好理解，就是线性表的一种特殊的形式。
栈，不像正常的顺序表那样能完成增删改查的操作，栈只能进行入栈和出栈的操作。虽然操作的形式变少了，但是栈也有自己的优点，他的入栈和出栈的时间复杂度为O(1)，相比正常的顺序表快了不少。
1.栈的特点
1、后进先出 2、入栈和出栈的时间复杂度为O(1)
一般栈的数据类型为：
#define MaxSize 1000
typedef int elemtype;
struct LNode
{
elemtype data[MaxSize];
int top;栈顶指针，存储的是栈顶上的下标
}2.题目分析
根据题目所说的一个数组开辟两个堆栈，如图所示：
栈顶指针Top1，Top2的初始位置分别为-1，和MaxSize。题目中的Tag变量存的是堆栈的编号，当Tag==1时，指的是栈顶指针为Top1的栈；Tag==2时，指的是栈顶指针为Top2的栈。
其中Top1为栈顶指针的栈是个正常的栈，而Top2为栈顶指针的栈是一个反向的栈，入栈的时候，要注意栈顶指针往左移，出栈的时候，栈顶指针往右移。
要注意栈满的时候的条件：Top1+1==Top2，如图所示：
3.栈的创建
typedef int Position; struct SNode { ElementType *Data; Position Top1, Top2; int MaxSize; }; typedef struct SNode *Stack;根据题目给的栈的类型可知：首先，需要给栈类型开辟空间、指针Data开辟空间。
然后需要给两个不同的栈顶变量赋初值。不要忘了，栈类型里面还有MaxSize变量也要赋初值。
Stack CreateStack(int MaxSize) { Stack s = (Stack)malloc(sizeof(struct SNode)); s->Data = (int*)malloc(sizeof(ElementType) * MaxSize); s->Top1 = - 1; s->Top2 = MaxSize; s->MaxSize = MaxSize; return s; }
4.入栈
在入栈前要先判断一下栈是否已经满了，满了的条件根据上述讲解，可知S->Top1+1 == S->Top2。如果没满的话，根据Tag的来分辨是栈顶指针是Top1还是栈顶指针是Top2的。最后先栈顶指针Top1++或Top2--；再赋初值。
bool Push(Stack S, ElementType X, int Tag) { if (S->Top1+1 == S->Top2) { printf("Stack Full\n"); return false; } if (Tag == 1) { S->Top1++; S->Data[S->Top1] = X; } if(Tag==2) { S->Top2--; S->Data[S->Top2] = X; } return true; }
5.出栈
出栈也是一样的，先判断栈是否为空，如果不为空，那就栈顶指针Top1--或Top2++
ElementType Pop(Stack S, int Tag) { if (Tag == 1) { if (S->Top1 == -1) { printf("Stack %d Empty\n", Tag); return ERROR; } return S->Data[S->Top1--]; } if (Tag == 2) { if (S->Top2 == S->MaxSize) { printf("Stack %d Empty\n", Tag); return ERROR; } return S->Data[S->Top2++]; } }
四、总代码
Stack CreateStack(int MaxSize)
{
Stack s = (Stack)malloc(sizeof(struct SNode));
s->Data = (int*)malloc(sizeof(ElementType) * MaxSize);
s->Top1 = - 1;
s->Top2 = MaxSize;
s->MaxSize = MaxSize;
return s;
}
bool Push(Stack S, ElementType X, int Tag)
{
if (S->Top1+1 == S->Top2)
{
printf("Stack Full\n");
return false;
}
if (Tag == 1)
{
S->Top1++;
S->Data[S->Top1-1] = X;
}
if(Tag==2)
{
S->Top2--;
S->Data[S->Top2+1] = X;
}
return true;
}
ElementType Pop(Stack S, int Tag)
{
if (Tag == 1)
{
if (S->Top1 == -1)
{
printf("Stack %d Empty\n", Tag);
return ERROR;
}
return S->Data[S->Top1--];
}
if (Tag == 2)
{
if (S->Top2 == S->MaxSize)
{
printf("Stack %d Empty\n", Tag);
return ERROR;
}
return S->Data[S->Top2++];
}
}
谢谢大家的支持！