共享栈的简单实现（C语言）

认识共享栈
基本操作
- 入栈
- 出栈
- 读取栈顶元素
- 输出栈
- 定义
- 初始化
完整代码

认识共享栈

共享栈的本质就是一个数组存放两个栈，公用一个数组空间。由于顺序栈是创建时就固定了空间大小，而这些空间通常不会一下用完，共享栈可以提高空间的利用率。

通过设置两个栈顶游标即可很容易得把数组空间分成两个部分来操作管理。

基本操作

由于有两个栈，所以操作函数要写两遍分别对不同的栈进行操作。在主函数调用的时候可以使用函数指针（链接: C语言指针入门.）方便操作。

入栈

// 入栈
// A栈
bool PushA(ShStack *S, ElemType e){if((*S).topA + 1 == (*S).topB) return false;  // 栈满，返回错误(*S).data[++(*S).topA] = e;     // 数据存入return true;
}
// B栈
bool PushB(ShStack *S, ElemType e){// (*S).topA 和 S->topA 等价if(S->topA + 1 == S->topB) return false;  // 栈满，返回错误S->data[--S->topB] = e;return true;
}

出栈

// 出栈
// A栈
bool PopA(ShStack *S, ElemType *e){if(S->topA == -1) return false; //判空*e = S->data[S->topA--];return true;
}
// B栈
bool PopB(ShStack *S, ElemType *e){if(S->topB == MaxSize) return false; //判空*e = S->data[S->topB++];return true;
}

读取栈顶元素

// 读取栈顶元素
void GetTop(ShStack S, ElemType *top_A, ElemType *top_B){   // 同时获取两个栈的栈顶if(S.topA == -1){   // A栈判空printf("StackA is empty!\n");}else{*top_A = S.data[S.topA];    // 获取栈顶数据，通过指针返回}if(S.topB == MaxSize){   // B栈判空printf("StackB is empty!\n");}else{*top_B = S.data[S.topB];    // 获取栈顶数据，通过指针返回}
}

输出栈

// 输出栈
void PrintStack(ShStack S){int a = S.topA + 1;int b = MaxSize - S.topB;if(S.topA == -1){   // A栈判空，，printf("StackA is empty!\n");}else{printf("StackA: ");while(a--){printf("%d ", S.data[S.topA--]);}printf("\n");}if(S.topB == MaxSize){   // B栈判空printf("StackB is empty!\n");}else{printf("StackB: ");while(b--){printf("%d ", S.data[S.topB++]);}printf("\n");}
}

定义

typedef struct{ElemType data[MaxSize]; // 数据域int topA;   // A栈栈顶游标int topB;   // B栈栈顶游标
}ShStack;

初始化

// 初始化
void InitStack(ShStack *S){ // 初始化栈顶游标(*S).topA = -1;(*S).topB = MaxSize;
}

完整代码

// 共享栈
#include<stdio.h>
#include<stdbool.h>#define MaxSize 50
typedef int ElemType;typedef struct{ElemType data[MaxSize]; // 数据域int topA;   // A栈栈顶游标int topB;   // B栈栈顶游标
}ShStack;// 初始化
void InitStack(ShStack *S){ // 初始化栈顶游标(*S).topA = -1;(*S).topB = MaxSize;
}// 创建栈 多元素入栈// 入栈
// A栈
bool PushA(ShStack *S, ElemType e){if((*S).topA + 1 == (*S).topB) return false;  // 栈满，返回错误(*S).data[++(*S).topA] = e;     // 数据存入return true;
}
// B栈
bool PushB(ShStack *S, ElemType e){// (*S).topA 和 S->topA 等价if(S->topA + 1 == S->topB) return false;  // 栈满，返回错误S->data[--S->topB] = e;return true;
}// 出栈
// A栈
bool PopA(ShStack *S, ElemType *e){if(S->topA == -1) return false; //判空*e = S->data[S->topA--];return true;
}
// B栈
bool PopB(ShStack *S, ElemType *e){if(S->topB == MaxSize) return false; //判空*e = S->data[S->topB++];return true;
}// 读取栈顶元素
void GetTop(ShStack S, ElemType *top_A, ElemType *top_B){   // 同时获取两个栈的栈顶if(S.topA == -1){   // A栈判空printf("StackA is empty!\n");}else{*top_A = S.data[S.topA];    // 获取栈顶数据，通过指针返回}if(S.topB == MaxSize){   // B栈判空printf("StackB is empty!\n");}else{*top_B = S.data[S.topB];    // 获取栈顶数据，通过指针返回}
}// 输出栈
void PrintStack(ShStack S){int a = S.topA + 1;int b = MaxSize - S.topB;if(S.topA == -1){   // A栈判空，，printf("StackA is empty!\n");}else{printf("StackA: ");while(a--){printf("%d ", S.data[S.topA--]);}printf("\n");}if(S.topB == MaxSize){   // B栈判空printf("StackB is empty!\n");}else{printf("StackB: ");while(b--){printf("%d ", S.data[S.topB++]);}printf("\n");}
}int main(){ShStack S;      // 声明int status;     // 操作码ElemType e, eA, eB;     // 元素int len;        // 长度char AorB;      // 用于判断操作栈A或栈Bbool (*push)(ShStack*, ElemType);  // Push函数类型的函数指针bool (*pop)(ShStack*, ElemType*);  // pop函数类型的函数指针InitStack(&S);  // 初始化 while(1){printf("Please enter a status code:\n1.CreateStack      2.Push        3.Pop\n");printf("4.GetTop           5.PrintStack  0.Exit\n");scanf("%d", &status);if(status == 0) break;switch (status){case 1:     // 创建栈printf("Please enter the stack(A or B) you want to operate and the length you want to create.\n");scanf(" %c", &AorB);getchar();scanf(" %d", &len);  if(AorB == 'A'){push = PushA;printf("Please enter %d elements one by one in order!\n", len);while(len--){scanf("%d", &e);    // 记录数据push(&S, e);        // 使用push函数指针调用对应函数}PrintStack(S);}else if(AorB == 'B'){push = PushB;printf("Please enter %d elements one by one in order!\n", len);while(len--){scanf("%d", &e);    // 记录数据push(&S, e);        // 使用push函数指针调用对应函数}PrintStack(S);}else{printf("Please select whether you want to operate on stack A or stack B!\n");}   break;case 2:     // 入栈printf("Please enter the stack(A or B) you want to operate and the element value you want to push\n");scanf(" %c", &AorB);getchar();scanf(" %d", &e);if(AorB == 'A'){push = PushA;   // 函数指针指向B栈的入栈函数}else if(AorB == 'B'){push = PushB;   // 函数指针指向B栈的入栈函数}else{printf("Please select whether you want to push on stack A or stack B!\n");}if(push(&S, e)){    // 使用函数指针调用对应函数printf("Stack%c: Push successfully!\n", AorB);}else{printf("Stack%c: Failed to Push! Maybe the stack overflowed.\n", AorB);}PrintStack(S);break;case 3:     // 出栈printf("please enter the stack(A or B) you want to operate\n");scanf(" %c", &AorB);if(AorB == 'A'){pop = PopA;     // 函数指针指向A栈的出栈函数}else if(AorB == 'B'){pop = PopB;     // 函数指针指向B栈的出栈函数}else{printf("Please select whether you want to pop on stack A or stack B!");}if(pop(&S, &e)){    // 使用函数指针调用对应函数printf("Stack%c: Element value %d Pop successfully\n", AorB, e);}else{printf("Stack%c: Failed to Pop!\n", AorB);}PrintStack(S);break;case 4:     // 读取栈顶元素GetTop(S, &eA, &eB);printf("The StackA top elem is %d\n", eA);printf("The StackB top elem is %d\n", eB);break;case 5:     // 输出表PrintStack(S);break;default:printf("Error!\n");break;}}
}

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