educoder数据结构与算法 栈 第1关：实现一个顺序存储的栈

任务描述

本关任务是实现 step1/SeqStack.cpp 中的SS_IsFull、SS_IsEmpty、SS_Length、SS_Push和SS_Pop五个操作函数，以实现判断栈是否为满、是否为空、求栈元素个数、进栈和出栈等功能。

相关知识

栈的基本概念

栈是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算，这一端被称为栈顶。栈既可以采用顺序存储，也可以采用链接存储来实现。下面给出了一种基于顺序存储的栈的实现方案：

如图 1 所示：该栈存储了 4 个元素 {56,77,15,12} ，其中 12 是栈顶元素。

这种实现方案将栈元素存储在一片连续的空间中，栈相关的三个属性元素data、top和max介绍如下：

data: 给出栈存储空间的起始地址；

top: 存放栈顶元素的位置编号；

max: 指明栈存储空间中最多可存储的数据元素个数。

特别说明：空间的开始地址为data，连续空间里的位置编号从data所指的开始位置起，到该空间的结束位置，编号依次是0,1,2,…,max-1。在图 1 的示例中max=6。栈顶元素的位置编号由top给出。

栈结构的定义（C）

基于data、top、max组织成的栈结构如下所示：

1. struct SeqStack{
2. T* data; // 数据元素指针
3. int top; // 栈顶元素编号
4. int max; // 最大结点数
5. };

为了讨论简单，我们假设栈元素的数据类型为整数：

typedef int T; // 栈元素的数据类型

据此，只要给定指向该结构的一指针 ss ，就可对栈进行进栈出栈操作。

• 进行进栈操作时，新进栈的元素保存在 top+1 位置，进栈后 top 加 1 ，这时的状态则如图 2 所示。

• 进行出栈操作时，将位置编号为 top 的元素出栈，出栈后 top 减去 1 ，这时的状态则如图 3 所示。

顺序栈的操作

以顺序存储的栈为例，我们定义如下操作：

创建栈：创建一个最多可以存储 maxlen 个元素的顺序栈。具体操作函数定义如下： SeqStack* SS_Create(int maxlen)；

释放栈空间：释放栈所占用的空间。具体操作函数定义如下： void SS_Free(SeqStack* ss)；

清空一个栈：将栈中元素清空。具体操作函数定义如下： void SS_MakeEmpty(SeqStack* ss)；

判断栈是否为满：若栈为满，则返回 true,否则返回false。具体操作函数定义如下： bool SS_IsFull(SeqStack* ss)；

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 SS_IsEmpty(SeqStack* ss)；

求栈元素个数：获取栈元素个数。具体操作函数定义如下： int SS_Length(SeqStack* ss)；

将元素 x 进栈：将 x 进栈，若满栈则无法进栈，返回false，否则返回true。具体操作函数定义如下： bool SS_Push(SeqStack* ss, 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 SS_Pop(SeqStack* ss, 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 SS_Top(SeqStack* ss, T & item)；

打印栈中元素：从栈底到栈顶打印出所有元素。具体操作函数定义如下： void SS_Print(SeqStack* ss)。

编程要求

本关任务是实现 step1/SeqStack.cpp 中的SS_IsFull、SS_IsEmpty、SS_Length、SS_Push和SS_Pop五个操作函数，以实现判断栈是否为满、是否为空、求栈元素个数、进栈和出栈等功能。具体要求如下：

SS_IsFull：判断栈是否为满，若栈为满，则返回 true，否则返回false；

SS_IsEmpty：判断栈是否为空，若栈为空，则返回true，否则返回false；

SS_Length：获取栈元素个数；

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

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

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 SeqStack.cpp 中的 5 个操作函数的代码框架如下：

bool SS_IsFull(SeqStack* ss)

// 判断栈是否为满。为满返回true，否则返回false。

{

// 请在这里补充代码，完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}

bool SS_IsEmpty(SeqStack* ss)

// 判断栈是否为空。为空返回true，否则返回false。

{

// 请在这里补充代码，完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}

int SS_Length(SeqStack* ss)

// 获取栈元素个数

{

// 请在这里补充代码，完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}

bool SS_Push(SeqStack* ss, T x)

// 将元素x进栈，若满栈则无法进栈，返回false，否则返回true

{

// 请在这里补充代码，完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}

bool SS_Pop(SeqStack* ss, T &item)

// 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。

{

// 请在这里补充代码，完成本关任务

/********** Begin *********/

/********** End **********/

}

测试说明

本关的测试文件是 step1/Main.cpp ，负责对你实现的代码进行测试。具体代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "SeqStack.h"
#pragma warning(disable:4996)
void main()
{
int max;
scanf("%d", &max);
SeqStack* ss = SS_Create(max);
char dowhat[100];
while(true) {
scanf("%s", dowhat);
if (!strcmp(dowhat,"push")) {
T x;
scanf("%d", &x);
SS_Push(ss,x);
}else if (!strcmp(dowhat,"pop")) {
T item;
SS_Pop(ss, item);
}
else {
break;
}
}
int length = SS_Length(ss);
printf("Stack length: %d\n", length);
SS_Print(ss);
SS_Free(ss);
system("PAUSE");
}

注意：step1/Main.cpp 的代码不能被修改。

输入输出说明： 输入格式： 首先输入一个正整数 max ，创建一个最多可存储 max 个元素的栈。然后输入多个操作：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，然后从栈底到栈顶依次输出各元素。

以下是平台对 step1/Main.cpp 的测试样例： 样例输入: 6 push 56 push 15 push 12 push 13 pop end 样例输出 Stack length: 3 stack data (from bottom to top): 56 15 12

开始你的任务吧，祝你成功！

就算孤独，也不能一个人哭泣，无论走在哪，都要高傲地挺立；就算高压，也不能情愿地趴下，只有仰视生活，膝盖才不至于卑微；就算挫败，也不能窝囊地依靠，无论在何时，都要倔强地站起。前面的路过于平坦，惬意久了难以找到方向；唯有脚下布满了荆棘，前方或许才是生机。

如果你有收获，请在下面点赞。

AC_Code

//顺序存储的栈 实现文件
/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "SeqStack.h"
/*创建一个栈*/
SeqStack* SS_Create(int maxlen)
{
  SeqStack* ss=(SeqStack*)malloc(sizeof(SeqStack));
  ss->data=(T*)malloc(maxlen*sizeof(T));
  ss->top=-1;
  ss->max=maxlen;
  return ss;
}
/*释放一个栈*/
void SS_Free(SeqStack* ss)
{
  free(ss->data);
  free(ss);
}
/*清空一个栈*/
void SS_MakeEmpty(SeqStack* ss)
{
  ss->top=-1;
}
/*判断栈是否为满*/
bool SS_IsFull(SeqStack* ss)
{
  /*请在BEGIN和END之间实现你的代码*/
    /*****BEGIN*****/
  return ss->top+1>=ss->max;
    /******END******/
}
/*判断栈是否为空*/
bool SS_IsEmpty(SeqStack* ss)
{
  /*请在BEGIN和END之间实现你的代码*/
    /*****BEGIN*****/
    return ss->top <= -1;
    /******END******/
}
/*获取栈元素个数*/
int SS_Length(SeqStack* ss)
{
  /*请在BEGIN和END之间实现你的代码*/
    /*****BEGIN*****/
    return ss->top+1;
    /******END******/
}
/*将x进栈,满栈则无法进栈(返回false)*/
bool SS_Push(SeqStack* ss, T x)
{
  /*请在BEGIN和END之间实现你的代码*/
    /*****BEGIN*****/
    if(SS_IsFull(ss))  return false;
  else{
    ss->top++;
    ss->data[ss->top]=x;
    return true;
  }
    /******END******/
}
/*出栈，出栈的元素放入item,空栈则返回false*/
bool SS_Pop(SeqStack* ss, T &item)
{
  /*请在BEGIN和END之间实现你的代码*/
    /*****BEGIN*****/
    if(SS_IsEmpty(ss))  return false;
  else{
    item=ss->data[ss->top];
    ss->top--;
  }
    /******END******/
}
/*获取栈顶元素放入item中,空栈则返回false*/
bool SS_Top(SeqStack* ss, T & item)
{
  if (SS_IsEmpty(ss)) {
    return false;
  }
  item = ss->data[ss->top];
  return true;
}
/*从栈底到栈顶打印出所有元素*/
void SS_Print(SeqStack* ss)
{
  if (SS_IsEmpty(ss)) {
    printf("stack data: Empty!\n");
    return;
  }
  printf("stack data (from bottom to top):");
  int curr=0;
  while(curr<=ss->top) {
    printf(" %d", ss->data[curr]);
    curr++;
  }
  //printf("\n");
}