C語言資料結構：順序棧的建立、出入棧，以及使用順序棧實現十進位制轉十六進位制

你也是流星一条發表於2024-04-25
C語言資料結構
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 * 該程式實現順序棧元素的增刪改查，目的是提高設計程式的邏輯思維，另外為了提高可移植性，所以順序棧中元素的
 * 資料型別為DataType_t，使用者可以根據實際情況修改順序表中元素的型別。
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 * 另外，為了方便管理順序棧,所以使用者設計SeqStack_t結構體，該結構體中包含三個成員：棧底地址+棧容量+棧頂元素的下標
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#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>

// 指的是順序棧中的元素的資料型別，使用者可以根據需要進行修改
typedef int DataType_t;

// 構造記錄順序棧SequenceStack各項引數(棧底地址+棧容量+棧頂元素的下標)的結構體
typedef struct SequenceStack
{
	DataType_t *Bottom; // 記錄棧底地址
	unsigned int Size;	// 記錄棧容量
	int Top;			// 記錄棧頂元素的下標

} SeqStack_t;

// 建立順序表並對順序棧進行初始化
SeqStack_t *SeqStack_Create(unsigned int size)
{
	// 1.利用calloc為順序棧的管理結構體申請一塊堆記憶體
	SeqStack_t *Manager = (SeqStack_t *)calloc(1, sizeof(SeqStack_t));

	if (NULL == Manager)
	{
		perror("calloc memory for manager is failed");
		exit(-1); // 程式異常終止
	}

	// 2.利用calloc為所有元素申請堆記憶體
	Manager->Bottom = (DataType_t *)calloc(size, sizeof(DataType_t));

	if (NULL == Manager->Bottom)
	{
		perror("calloc memory for Stack is failed");
		free(Manager);
		exit(-1); // 程式異常終止
	}

	// 3.對管理順序棧的結構體進行初始化（元素容量 + 最後元素下標）
	Manager->Size = size; // 對順序棧中的容量進行初始化
	Manager->Top = -1;	  // 由於順序棧為空，則棧頂元素的下標初值為-1

	return Manager;
}

// 判斷順序棧是否已滿
bool SeqStack_IsFull(SeqStack_t *Manager)
{
	return (Manager->Top + 1 == Manager->Size) ? true : false;
}

// 入棧
bool SeqStack_Push(SeqStack_t *Manager, DataType_t Data)
{
	// 1.判斷順序棧是否已滿
	if (SeqStack_IsFull(Manager))
	{
		printf("SeqStack Full is Full!\n");
		return false;
	}

	// 2.如果順序棧有空閒空間，則把新元素新增到順序棧的棧頂
	Manager->Bottom[++Manager->Top] = Data;

	return true;
}

// 判斷順序棧是否為空
bool SeqStack_IsEmpty(SeqStack_t *Manager)
{
	return (-1 == Manager->Top) ? true : false;
}

// 出棧
DataType_t SeqStack_Pop(SeqStack_t *Manager)
{
	DataType_t temp = 0; // 用於儲存出棧元素的值

	// 1.判斷順序棧是否為空
	if (SeqStack_IsEmpty(Manager))
	{
		printf("SeqStack is Empty!\n");
		return;
	}

	// 2.由於刪除了一個元素，則需要讓順序棧的棧頂元素下標-1
	temp = Manager->Bottom[Manager->Top--];

	return temp;
}

// 遍歷順序表的元素
void SeqStack_Print(SeqStack_t *Manager)
{
	for (int i = 0; i <= Manager->Top; ++i)
	{
		printf(" Stack Element[%d] = %d\n", i, Manager->Bottom[i]);
	}
}

// 設計一個進位制轉換程式，使用順序棧設計一個把十進位制數轉換為十六進位制數的介面，實現當透過鍵盤輸入一個非負的十進位制數，可以在終端輸出對應的十六進位制數。
char DecToHex(SeqStack_t *Manager, int dec)
{
	// 1.定義一個餘數變數
	int remainder;
	// 2.如果輸入數不為0，除以16取餘，將餘數放入順序棧中，輸入數除以16取商，迴圈直到商為0
	while (dec > 0)
	{
		remainder = dec % 16;
		SeqStack_Push(Manager, remainder);
		dec = dec / 16;
	}
	// 3.如果順序棧不為空，記錄出棧的餘數變數的值，因為遵循”先進後出“原則，輸出為倒序
	while (!SeqStack_IsEmpty(Manager))
	{
		remainder = SeqStack_Pop(Manager);
		// 如果餘數變數小於10，則直接記錄輸出
		if (remainder < 10)
		{
			printf("%d", remainder+'0');
		}
		// 如果餘數變數大於等於10(因為是除以16，所以餘數不會大於等於16)，則轉換為'A'~'F'進行輸出
		else
		{
			printf("%c", 'A' + remainder - 10);
		}
	}
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
	SeqStack_t *Manager = SeqStack_Create(100);
	int dec;
	printf("請輸入一個非負的十進位制整數：");
	scanf("%d", &dec);
	printf("該數的十六進位制數為:0x");
	printf("%c\n", DecToHex(Manager, dec));

	// SeqStack_t *Manager = SeqStack_Create(100);
	// SeqStack_Push(Manager, 1);
	// SeqStack_Push(Manager, 2);
	// SeqStack_Push(Manager, 3);
	// SeqStack_Pop(Manager);
	// SeqStack_Pop(Manager);
	// SeqStack_Print(Manager);

	return 0;
}

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