什么是共享栈?
共享栈是一种特殊的栈结构,它使用一个数组来存储两个栈的元素,一个栈从数组的头部开始,另一个栈从数组的尾部开始。这样可以节省空间,避免栈溢出的问题。共享栈的操作和普通的栈类似,只是需要区分两个栈的栈底和栈顶指针。
如何实现共享栈?
为了实现共享栈,我们需要定义一个结构体,包含以下几个成员:
V:一个数组,用来存储栈的元素。
maxsize:数组的最大容量,即栈的最大容量。
bot:一个长度为 2 的数组,用来存储两个栈的栈底指针。
top:一个长度为 2 的数组,用来存储两个栈的栈顶指针。
int *V; // 存储栈的元素
int maxsize; // 栈的最大容量
int bot; // 两个栈的栈底指针
int top; // 两个栈的栈顶指针
接下来,我们需要实现以下几个函数,来完成共享栈的基本操作:
InitDblStack:初始化一个共享栈,分配数组空间,设置栈底和栈顶指针。
DblPush:向共享栈的某一端压入一个元素,如果栈满则报错。
DblPop:从共享栈的某一端弹出一个元素,如果栈空则报错。
IsEmpty:判断共享栈的某一端是否为空。
IsFull:判断共享栈是否满。
该函数的作用是初始化一个共享栈,分配数组空间,设置栈底和栈顶指针。它的参数是一个指向共享栈的指针和一个整数,表示栈的最大容量。它的返回值是一个布尔值,表示初始化是否成功。
// 分配数组空间
// 分配失败,返回 false
// 设置栈的最大容量
// 设置两个栈的栈底指针,分别为 0 和 maxsize 1
// 设置两个栈的栈顶指针,分别为 -1 和 maxsize
// 初始化成功,返回 true
该函数的作用是向共享栈的某一端压入一个元素,如果栈满则报错。它的参数是一个指向共享栈的指针,一个整数,表示要压入的元素,和一个整数,表示要压入的栈的编号(0 或 1)。它的返回值是一个布尔值,表示压入是否成功。
// 判断栈是否满
// 栈满,报错,返回 false
// 判断栈的编号是否合法
// 栈的编号不合法,报错,返回 false
// 根据栈的编号,向相应的栈压入元素
// 向第一个栈压入元素,栈顶指针先加一,再赋值
// 向第二个栈压入元素,栈顶指针先减一,再赋值
// 压入成功,返回 true
该函数的作用是从共享栈的某一端弹出一个元素,如果栈空则报错。它的参数是一个指向共享栈的指针,一个指向整数的指针,用来存储弹出的元素,和一个整数,表示要弹出的栈的编号(0 或 1)。它的返回值是一个布尔值,表示弹出是否成功。
// 判断栈的编号是否合法
// 栈的编号不合法,报错,返回 false
// 判断栈是否空
// 栈空,报错,返回 false
// 根据栈的编号,从相应的栈弹出元素
// 从第一个栈弹出元素,先取值,再减一
// 从第二个栈弹出元素,先取值,再加一
// 弹出成功,返回 true
该函数的作用是判断共享栈的某一端是否为空。它的参数是一个指向共享栈的指针和一个整数,表示要判断的栈的编号(0 或 1)。它的返回值是一个布尔值,表示栈是否为空。
// 判断栈的编号是否合法
// 栈的编号不合法,报错,返回 false
// 根据栈的编号,判断栈是否为空
// 判断第一个栈是否为空,即栈顶指针是否等于栈底指针减一
// 判断第二个栈是否为空,即栈顶指针是否等于栈底指针加一
该函数的作用是判断共享栈是否满。它的参数是一个指向共享栈的指针。它的返回值是一个布尔值,表示栈是否满。
// 判断栈是否满,即两个栈的栈顶指针是否相邻
如何测试共享栈?
为了测试共享栈的功能,我们可以编写一个 main 函数,向两端分别压入和弹出元素,打印出栈的情况。我们可以使用以下的代码:
// 共享栈的结构体定义和函数声明
int *V; // 存储栈的元素
int maxsize; // 栈的最大容量
int bot; // 两个栈的栈底指针
int top; // 两个栈的栈顶指针
// 主函数,测试共享栈的功能
// 定义一个共享栈
// 初始化共享栈,设置最大容量为 10
// 初始化失败,退出程序
// 定义一个变量,用来存储弹出的元素
// 向第一个栈压入 1, 2, 3
// 向第二个栈压入 9, 8, 7
// 打印数组的内容
// 从第一个栈弹出一个元素
// 弹出成功,打印弹出的元素
// 从第二个栈弹出一个元素
// 弹出成功,打印弹出的元素
// 再次打印数组的内容
// 释放数组空间
// 结束程序