链表实现栈
创建3个文件:stackLinked.h、stackLinked.c、stackLinkedTest.c
stackLinked.h
#ifndef STACK_LINKED_H_
#define STACK_LINKED_H_
#ifdef __GNUC__
#define DEPRECATED __attribute__( (deprecated) )
#elif defined(_MSC_VER)
#define DEPRECATED __declspec( deprecated )
#else
#define DEPRECATED
#endif
#ifndef PTOI
#define PTOI( p ) ((int32_t)(int64_t)(p))
#endif
#ifndef ITOP
#define ITOP( i ) ((void *)(int64_t)(i))
#endif
#define ADT StackLinked
// 功能: a与b的比较过程.
// 参数: a, b.
// 返回: a>b返回正数, a<b返回负数, 否则返回0.
// 注意: a不为NULL且b为NULL,返回正数, a为NULL且b不为NULL,返回负数, a与b都为NULL,返回0.
typedef int ( CompareFunc )( const void *a, const void *b );
typedef struct StackLinked StackLinked;
// 功能: 创建新的栈.
// 参数: 无.
// 返回: 新的栈.
// 注意: 当内存分配失败时,将错误退出程序.
extern ADT *newStackLinked( void );
// 功能: 将用户数据压入到栈顶.
// 参数: stack(栈对象的指针), data(用户数据).
// 返回: 被压入栈顶的用户数据.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern void *pushStackLinked( ADT *stack, void *data );
// 功能: 弹出栈顶用户数据.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 被弹出的栈顶的用户数据.
// 注意: 当 stack 为NULL 或 空栈状态 时, 将错误退出程序.
extern void *popStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 偷看栈顶的用户数据.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 栈顶的用户数据.
// 注意: 当 stack 为NULL 或 空栈状态 时, 将错误退出程序.
extern void *peekStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 偷看栈底的用户数据.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 栈底的用户数据.
// 注意: 当 stack 为NULL 或 空栈状态 时, 将错误退出程序.
extern void *peekBottomStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 栈中所有用户数据中是否包含了data.
// 参数: stack(栈对象的指针), data(需查找的用户数据), cmp(比较函数的指针).
// 返回: 包含data返回1, 否则返回0.
// 注意: 当 stack 为NULL 或 cmp 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern int existStackLinked( ADT *stack, void *data, CompareFunc *cmp );
// 功能: 从栈顶至栈底方向查找data.
// 参数: stack(栈对象的指针), data(需查找的用户数据), cmp(比较函数的指针).
// 返回: 包含data, 返回data所在位置, 否则返回-1.
// 注意: 当 stack 为NULL 或 cmp 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern int32_t findStackLinked( ADT *stack, void *data, CompareFunc *cmp );
// 功能: 从栈底至栈顶方向查找data.
// 参数: stack(栈对象的指针), data(需查找的用户数据).
// 返回: 包含data, 返回data所在位置, 否则返回-1, cmp(比较函数的指针).
// 注意: 当 stack 为NULL 或 cmp 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern int32_t findTailStackLinked( ADT *stack, void *data, CompareFunc *cmp );
// 功能: 栈实际已使用大小.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 栈实际已使用大小.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern int32_t sizeStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 空栈状态.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 是空栈返回1, 否则返回0.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern int emptyStackLinked( ADT *stsack );
// 功能: 反转栈.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 无.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern void reversalStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 满栈状态.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 是满栈返回1, 否则返回0.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
// 被弃用的函数.
extern DEPRECATED int fullStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 栈最大容量.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 栈最大容量.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
// 被弃用的函数.
extern DEPRECATED int32_t capacityStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 清空栈.
// 参数: stack(栈对象的指针).
// 返回: 无.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern void clearStackLinked( ADT *stack );
// 功能: 销毁栈.
// 参数: stack(存放栈对象的指针的指针).
// 返回: 无.
// 注意: 当 stack 为NULL 时, 将错误退出程序.
extern void delStackLinked( ADT **stack );
#undef ADT
#endif
stackLinked.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include "stackLinked.h"
// 功能: 打印错误信息后就错误退出程序.
// 参数: expression(错误判断表达式), message(需打印的错误信息).
// 返回: 无.
// 注意: 当表达式 expression 为真时, 才触发.
#define ERROR_EXIT( expression, message )
if( (expression) ) {
fprintf( stderr, "
error location: file = %s, func = %s, line = %d.
",
__FILE__, __func__, __LINE__ );
fprintf( stderr, "error message: %s%s.
a",
(message) != NULL ? (message) : __func__,
(message) != NULL ? "" : " function error" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
#define ADT StackLinked
typedef struct NodeStackLinked {
void *data;
struct NodeStackLinked *next;
} Node;
struct StackLinked {
int32_t size;
Node *prev; // 指向栈底.
Node *next; // 指向栈顶.
};
ADT *newStackLinked( void ) {
ADT *stack = NULL;
stack = calloc( sizeof(*stack), 1 );
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
return stack;
}
void *pushStackLinked( ADT *stack, void *data ) {
Node *node = NULL;
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
node = malloc( sizeof(*node) );
ERROR_EXIT( !node, NULL );
node->data = data;
node->next = stack->next;
stack->prev = !stack->prev ? node : stack->prev;
stack->next = node;
++stack->size;
return data;
}
void *popStackLinked( ADT *stack ) {
void *data = NULL;
Node *node = NULL;
ERROR_EXIT( !stack || stack->size < 1, NULL );
node = stack->next;
stack->prev = node != stack->prev ? stack->prev : NULL;
stack->next = node->next;
--stack->size;
data = node->data;
free( node );
return data;
}
void *peekStackLinked( ADT *stack ) {
ERROR_EXIT( !stack || stack->size < 1, NULL );
return stack->next->data;
}
void *peekBottomStackLinked( ADT *stack ) {
ERROR_EXIT( !stack || stack->size < 1, NULL );
return stack->prev->data;
}
int existStackLinked( ADT *stack, void *data, CompareFunc *cmp ) {
Node *n = NULL;
ERROR_EXIT( !stack || !cmp, NULL );
for( n = stack->next; n != NULL; n = n->next ) {
if( !cmp( n->data, data ) ) {
return 1;
}
}
return 0;
}
int32_t findStackLinked( ADT *stack, void *data, CompareFunc *cmp ) {
Node *n = NULL;
int32_t i = 0;
ERROR_EXIT( !stack || !cmp, NULL );
for( n = stack->next; n != NULL; n = n->next ) {
if( !cmp( n->data, data ) ) {
return i;
}
++i;
}
return -1;
}
int32_t findTailStackLinked( ADT *stack, void *data, CompareFunc *cmp ) {
Node *p1 = NULL, *p2 = NULL, *p3 = NULL;
int32_t ret = -1, i = 0;
ERROR_EXIT( !stack || !cmp, NULL );
// 3指针法反转链表.
for( p1 = NULL, p2 = stack->next; p2 != NULL; p2 = p3 ) {
p3 = p2->next;
p2->next = p1;
p1 = p2;
}
for( p3 = p1; p3 != NULL; p3 = p3->next ) {
if( !cmp( p3->data, data ) ) {
ret = i;
break;
}
++i;
}
// 3指针法再次反转链表, 恢复原顺序.
for( p2 = p1, p1 = NULL; p2 != NULL; p2 = p3 ) {
p3 = p2->next;
p2->next = p1;
p1 = p2;
}
return ret;
}
int32_t sizeStackLinked( ADT *stack ) {
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
return stack->size;
}
int emptyStackLinked( ADT *stack ) {
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
return stack->size < 1;
}
void reversalStackLinked( ADT *stack ) {
Node *p1 = NULL, *p2 = NULL, *p3 = NULL;
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
stack->prev = stack->next;
for( p1 = NULL, p2 = stack->next; p2 != NULL; p2 = p3 ) { // 三指针法反转链表.
p3 = p2->next;
p2->next = p1;
p1 = p2;
}
stack->next = p1;
}
int fullStackLinked( ADT *stack ) {
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
return 0;
}
int32_t capacityStackLinked( ADT *stack ) {
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
return INT32_MAX;
}
void clearStackLinked( ADT *stack ) {
Node *current = NULL, *next = NULL;
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
for( current = stack->next; current != NULL; current = next ) {
next = current->next;
free( current );
}
stack->size = 0;
}
void delStackLinked( ADT **stack ) {
Node *current = NULL, *next = NULL;
ERROR_EXIT( !stack, NULL );
if( !stack ) {
return;
}
for( current = stack[0]->next; current != NULL; current = next ) {
next = current->next;
free( current );
}
free( *stack );
*stack = NULL;
}
stackLinkedTest.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <time.h>
#include "stackLinked.h"
// a>b返回正数, a<b返回负数, 否则返回0.
static int cmp( const void *a, const void *b ) {
return *(int32_t *) a - *(int32_t *) b;
}
int main( int argc, char *argv[] ) {
char *tf[] = {"false", "true"};
int32_t *a = NULL, n = 0;
int32_t i = 0, k = 0;
StackLinked *s = NULL;
srand( time( NULL ) );
printf( "please input array length: n = " );
scanf( "%d%*c", &n );
printf( "
" );
a = malloc( sizeof(*a) * n );
for( i = 0; i < n; ++i ) {
a[i] = rand() % 322;
//a[i] = 1;
}
printf( "&s = %p, s = %p
", &s, s );
s = newStackLinked();
printf( "new: &s = %p, s = %p
", &s, s );
printf( "peek = %d
", emptyStackLinked( s ) ? INT32_MIN : *(int32_t *) peekStackLinked( s ) );
printf( "peekBottom = %d
", emptyStackLinked( s ) ? INT32_MIN : *(int32_t *) peekBottomStackLinked( s ) );
printf( "size = %d
", sizeStackLinked( s ) );
printf( "empty = %s
", tf[emptyStackLinked( s )]);
printf( "
" );
for( i = 0; i < n; ++i ) {
printf( "push: %4d
", *(int32_t *) pushStackLinked( s, &a[i] ) );
}
printf( "
" );
printf( "peek = %d
", emptyStackLinked( s ) ? INT32_MIN : *(int32_t *) peekStackLinked( s ) );
printf( "peekBottom = %d
", emptyStackLinked( s ) ? INT32_MIN : *(int32_t *) peekBottomStackLinked( s ) );
printf( "size = %d
", sizeStackLinked( s ) );
printf( "empty = %s
", tf[emptyStackLinked( s )] );
printf( "
" );
//k = a[0];
k = rand();
printf( "exist &k(%d) = %s
", k, tf[existStackLinked( s, &k, cmp )] );
printf( "
" );
k = a[0];
//k = rand();
printf( "find &k(%d) = %d
", k, findStackLinked( s, &k, cmp ) );
printf( "
" );
//k = a[0];
k = rand();
printf( "findTile &k(%d) = %d
", k, findTailStackLinked( s, &k, cmp ) );
printf( "
" );
//reversalStackLinked( s ); // 反转栈.
while( !emptyStackLinked( s ) ) {
printf( "pop: %4d
", *(int32_t *) popStackLinked( s ) );
}
printf( "
" );
printf( "peek = %d
", emptyStackLinked( s ) ? INT32_MIN : *(int32_t *) peekStackLinked( s ) );
printf( "peekBottom = %d
", emptyStackLinked( s ) ? INT32_MIN : *(int32_t *) peekBottomStackLinked( s ) );
printf( "size = %d
", sizeStackLinked( s ) );
printf( "empty = %s
", tf[emptyStackLinked( s )] );
printf( "
" );
delStackLinked( &s );
printf( "del: &s = %p, s = %p
", &s, s );
return EXIT_SUCCESS;
}