数据结构—1.栈的实现

注：虽然学完了一遍栈的应用，但我还是不能给出关于栈的定义。我能理解它作为一种记录数据或者删除数据的一种操作。但是，栈解决了什么问题，有什么注意事项，还有什么高阶操作，我暂时也不会，只等后期的不断应用与思考在做总结。

一、栈的理解

栈是一种对数据进行存取或删除的操作，所以它的基本操作有3个：入栈或者压栈（push）、出栈（pop）、判断栈是否为空。栈由于特殊的结构，类似于手枪子弹夹。入栈操作即：将子弹一颗颗压入弹夹。此时有个特点，最先压入的（第一颗子弹）是最后出来的。出栈操作即：将栈顶的数据取出。判断栈是否为空，这里只需要定义一个变量记录入栈次数和出栈次数，即可判断栈是否为空。
图示：

栈的实现

/** @name 栈的实现* @Date 2021年11月20日* @Author 机器人工程师sgk
*/#include <stdio.h>//栈，其实就是数组。所以先定义一个数组。
char stack[100];
int top = 0;void push(char c);
char pop(void);
int is_empty(void);int main(void)
{push('a');push('b');push('c');while(!is_empty()){printf("%c\n", pop());}return 0;
}/** @name push * @brief 将数据压入栈，来一个压一个，实际就是数组标号往后移动。* @param char 型数据* @retval None
*/
void push(char c)
{stack[top++] = c;//定义一个变量，表示栈顶。
}/** @name pop* @brief 出栈，将数据弹出。* @param None* @retval char 型数据。
*/
char pop(void)
{ return stack[--top];//调用一次，将栈顶元素弹出一个。--top
}/** @name is_empty * @brief 判断栈是否为空。* @param None* @retval int型数据类型
*/
int is_empty(void)
{return top == 0;
}

运行结果：

sgk@sgk-VirtualBox:~/C_Study/DataStructure$ gcc stack.c && ./a.out
c
b
a

结果正好体现出：栈的特点，先入后出。

栈的应用

逆波兰表示法

图片来自百度百科：

理解逆波兰表达式法，先理解我们平时常用的表达方式，例如：（1 + 2）* （3 - 4），这个表达式中，运算符号都在两个数之间。运算优先级可以看运算符的优先级，括号里的优先级最高。这种常用的表达式也可以称为中缀表示法。而逆波兰表达式又称为后缀表达式，上面那个例子可以写为：12+34-。拿一个稍微复杂的式子举例：5 * （（（9 + 8） （4 * 6）） + 7）。

此处编程的思路：输入的是：12+34-*，当遇到数字的时候，入栈操作，当遇到符号的时候，执行出栈操作，并且将结果计算后再次进行入栈操作。直到遍历完所有字符，结束输出结果。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int stack[512];
int top = 0;void push(int c);
int pop(void);
int is_empty(void);int main(void)
{char temp[100];//接收输入的逆波兰表达式。int i, Len;//i 用于循环控制，len用来保存输入的表达式的长度，用来控制循环。int n1, n2;printf("Please enter a reverse polish repression:\n");//打印提示信息gets(temp);//获取表达式Len = strlen(temp);//获得表达式长度printf("Len = %d\n", Len);for(i = 0; i < Len; i++){if(temp[i] >= '0' && temp[i] <= '9'){push(temp[i] - '0');printf("%d\n", temp[i] - '0');//调试时使用。}else{n2 = pop();//！！！n1 = pop();//！！！先入后出switch(temp[i]){case '+':push(n1 + n2);break;case '-':push(n1 - n2);break;case '*':push(n1 * n2);break;}}}printf("Result = %d\n", pop());return 0;
}void push(int c)
{stack[top++] = c;
}int pop(void)
{return stack[--top];
}int is_empty(void)
{return top == 0;
}

运行结果：输入 12+34-*

sgk@sgk-VirtualBox:~/C_Study/DataStructure$ gcc reverse_polish.c && ./a.out
reverse_polish.c: In function ‘main’:
reverse_polish.c:18:2: warning: implicit declaration of function ‘gets’; did you mean ‘fgets’? [-Wimplicit-function-declaration]gets(temp);//获取表达式^~~~fgets
/tmp/ccuIQwxK.o：在函数‘main’中：
reverse_polish.c:(.text+0x30): 警告： the `gets' function is dangerous and should not be used.
Please enter a reverse polish repression:
12+34-*
Len = 7
49
50
51
52
Result = -3

运行结果：输入 59 8+4 6**7+*

sgk@sgk-VirtualBox:~/C_Study/DataStructure$ gcc reverse_polish.c && ./a.out
reverse_polish.c: In function ‘main’:
reverse_polish.c:18:2: warning: implicit declaration of function ‘gets’; did you mean ‘fgets’? [-Wimplicit-function-declaration]gets(temp);//获取表达式^~~~fgets
/tmp/cc0uNjUq.o：在函数‘main’中：
reverse_polish.c:(.text+0x30): 警告： the `gets' function is dangerous and should not be used.
Please enter a reverse polish repression:
589+46**7+*
Len = 11
5
8
9
4
6
7
Result = 2075

后续继续更新。

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