Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Опубликован: 16.09.2005 | Доступ: свободный | Студентов: 14198 / 779 | Оценка: 4.26 / 4.03 | Длительность: 15:06:00
ISBN: 978-5-9556-0039-0
Специальности: Программист
Лекция 11:

Структуры данных: общее понятие, реализация. Простейшие структуры данных: очередь, стек. Использование стека и обратная польская запись

Реализация стека на языке Си

Реализуем стек вещественных чисел. Ниже мы используем эту реализацию как составную часть проекта Стековый калькулятор (см. раздел 4.4.2).

Реализация включает два файла: "streal.h", в котором описывается интерфейс исполнителя "Стек", и "streal.cpp", реализующий функции работы со стеком. Слово real обозначает вещественное число.

Используется первый вариант реализации стека на базе массива, описанный в предыдущем разделе: стек растет в сторону увеличения индексов массива. Пространство под массив элементов стека захватывается в динамической памяти в момент инициализации стека. Функции инициализации st_init передается размер массива, т.е. максимально возможное число элементов в стеке. Для завершения работы стека нужно вызвать функцию st_terminate, которая освобождает захваченную в st_init память. Ниже приведено содержимое файла "streal.h", описывающего интерфейс стека.

// Файл "streal.h"
// Стек вещественных чисел, интерфейс
//
#ifndef ST_REAL_H
#define ST_REAL_H

// Прототипы функций, реализующих предписания стека:

void st_init(int maxSize); // Начать работу (вх: цел
                           //     макс. размер стека)
void st_terminate();    // Закончить работу
void st_push(double x); // Добавить эл-т (вх: вещ x)
double st_pop();        // Взять элемент: вещ
double st_top();        // Вершина стека: вещ
int st_size();          // Текущий размер стека: цел
bool st_empty();        // Стек пуст? : лог
int st_maxSize();       // Макс. размер стека: цел
bool st_freeSpace();    // Есть свободное место? : лог
void st_clear();        // Удалить все элементы
double st_elementAt(int i); // Элемент стека на
                            //   глубине (вх: i): вещ
#endif
// Конец файла "streal.h"

Отметим, что директивы условной трансляции

#ifndef ST_REAL_H
#define ST_REAL_H
. . .
#endif

используются для предотвращения повторного включения h-файла: при первом включении файла определяется переменная препроцессора ST_REAL_H, а директива " #ifndef ST_REAL_H " подключает текст, только если эта переменная не определена. Такой трюк используется практически во всех h-файлах. Нужен он потому, что одни h-файлы могут подключать другие, и без этого механизма избежать повторного включения одного и того же файла трудно.

Файл "streal.cpp" описывает общие статические переменные, над которыми работают функции, соответствующие предписаниям стека, и реализует эти функции.

// Файл "streal.cpp"
// Стек вещественных чисел, реализация
//
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include "streal.h" // Подключить описания функций стека

// Общие переменные для функций, реализующих
// предписания стека:
static double *elements = 0; // Указатель на массив эл-тов
                             //     стека в дин. памяти
static int max_size = 0;     // Размер массива
static int sp = (-1);        // Индекс вершины стека

// Предписания стека:

void st_init(int maxSize) { // Начать работу (вх:
                            //     макс. размер стека)
    assert(elements == 0);
    max_size = maxSize;
    elements = (double *) malloc(
        max_size * sizeof(double)
    );
    sp = (-1);
}

void st_terminate() { // Закончить работу
    if (elements != 0) {
        free(elements);
    }
}

void st_push(double x) { // Добавить эл-т (вх: вещ x)
    assert(              // утв:
        elements != 0 && //   стек начал работу и
        sp < max_size-1  //   есть своб. место
    );
    ++sp;
    elements[sp] = x;
}

double st_pop() { // Взять элемент: вещ
    assert(sp >= 0); // утв: стек не пуст
    --sp;            // элемент удаляется из стека
    return elements[sp + 1];
}

double st_top() { // Вершина стека: вещ
    assert(sp >= 0); // утв: стек не пуст
    return elements[sp];
}

int st_size() { // Текущий размер стека: цел
    return (sp + 1);
}

bool st_empty() { // Стек пуст? : лог
    return (sp < 0);
}

int st_maxSize() { // Макс. размер стека: цел
    return max_size;
}

bool st_freeSpace() { // Есть своб. место? : лог
    return (sp < max_size - 1);
}

void st_clear() { // Удалить все элементы
    sp = (-1);
}

double st_elementAt(int i) { // Элемент стека на
                             //   глубине (вх: i): вещ
    assert(                     // утв:
        elements != 0 &&        // стек начал работу и
        0 <= i && i < st_size() // 0 <= i < размер стека
    );
    return elements[sp - i];
}
// Конец файла "streal.cpp"
Натела Кузнецова
Натела Кузнецова

Уважаемые сообучающиеся, скиньте, пожалуйста,ссылку на корректные фалы для установки Traffic. Заранее благодарна

Дарья Федотова
Дарья Федотова
Владимир Романов
Владимир Романов
Россия, Москва, МПУ им Н.К. Крупской