顺序栈习题
题目：
设计一个进制转换程序，使用顺序栈设计一个把十进制数转换为十六进制数的接口，实现当通过键盘输入一个非负的十进制数，可以在终端输出对应的十六进制数。
例如：
100 --> 0x64 --> 100%16 = 4 --> 100/16 = 6 6%16 = 6
题目分析：
该题需要对用户输入的十进制数用短除法取余，并且把取余的数从栈顶存储到顺序栈中，在从栈顶依次输出数据，体现栈的”先进后出“的特点；
-
因为转换的是十六进制，所以需要考虑当余数大于9时用字母A~F进行表示；
-
顺序栈内存储的数据会存在字母A~F情况，所以在出栈输出时，统一采用 ”%c”输出，那么在入栈时，需将存储的数据转换成ASII码进行存储
-
因为采用的是顺序栈，需要提前决定栈的容量，所以需要创建一个足够大的顺序栈
算法实现：
/********************************************************************* * * name : SeqStack_BaseConversion * function : 根据用户输入的非负数十进制数，利用顺序栈转换为十六进制数 并在终端输出 * argument : * @Manager :顺序栈的地址 * * retval : 调用成功返回新的栈地址 * author : [email protected] * date : 2024/04/25 * note : none * * *****************************************************************/ void SeqStack_BaseConversion(SeqStack_t *Manager) { //定义一个字符变量 用于存储用户输入的十进制数 DataType_t data = 0; printf("Please input a Decimal number :\n "); scanf("%d", &data); //对读取到的数进行判断 if(data < 0 ) { printf("Please input the correct number !\n"); getchar(); return; } //定义一个循环变量 DataType_t i = 0; //对获取的非负十进制数进行取余操作，并且将余数存储进顺序栈中 for (i = data; i > 16;i = i /16) { if(i>16) { //余数入栈 if((i%16) > 9) { SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+55); } else SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+48); continue; } SeqStack_Push(Manager, i+48); } SeqStack_Push(Manager, i+48); //输出十六进制数 printf("%d = 0x", data); for (int i = Manager->Top;i>=0 ;i--) { printf("%c", SeqStack_Pop(Manager)); } printf("\n"); return; }
整体代码展示：
/*******************************************************************
*
* file name: SequenceStack_demo.c
* author : [email protected]
* date : 2024/04/25
* function : 该案例是利用顺序栈实现一个将十进制转换成十六进制
* note : None
*
* CopyRight (c) 2023-2024 [email protected] All Right Reseverd
*
* *****************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
//指的是顺序栈中的元素的数据类型，用户可以根据需要进行修改
typedef int DataType_t;
//构造记录顺序栈SequenceStack各项参数(栈底地址+栈容量+栈顶元素的下标)的结构体
typedef struct SequenceStack
{
DataType_t * Bottom; //记录栈底地址
unsigned int Size; //记录栈容量
int Top; //记录栈顶元素的下标
}SeqStack_t;
/*********************************************************************
*
* name : SeqStack_Create
* function : 创建一个空的顺序栈，并为记录顺序栈信息的结构体
申请堆内存，并进行初始化即可！
* argument :
* @size :栈的容量大小
*
* retval : 调用成功返回顺序栈的地址
* author : [email protected]
* date : 2024/04/25
* note : none
*
* *****************************************************************/
//创建顺序表并对顺序栈进行初始化
SeqStack_t * SeqStack_Create(unsigned int size)
{
//1.利用calloc为顺序栈的管理结构体申请一块堆内存
SeqStack_t *Manager = (SeqStack_t *)calloc(1,sizeof(SeqStack_t));
if(NULL == Manager)
{
perror("calloc memory for manager is failed");
exit(-1); //程序异常终止
}
//2.利用calloc为所有元素申请堆内存
Manager->Bottom = (DataType_t *)calloc(size,sizeof(DataType_t));
if (NULL == Manager->Bottom)
{
perror("calloc memory for Stack is failed");
free(Manager);
exit(-1); //程序异常终止
}
//3.对管理顺序栈的结构体进行初始化（元素容量 + 最后元素下标）
Manager->Size = size; //对顺序栈中的容量进行初始化
Manager->Top = -1; //由于顺序栈为空，则栈顶元素的下标初值为-1
return Manager;
}
/*********************************************************************
*
* name : SeqStack_IsFull
* function : 判断顺序栈是否已满
* argument :
* @Manager :顺序栈的地址
*
* retval : 调用成功返回bool型，满了则返回true，没满返回false
* author : [email protected]
* date : 2024/04/25
* note : none
*
* *****************************************************************/
bool SeqStack_IsFull(SeqStack_t *Manager)
{
return (Manager->Top + 1 == Manager->Size) ? true : false;
}
/*********************************************************************
*
* name : SeqStack_Push
* function : 根据栈的特性，把新元素从栈顶入栈，也就是从数组的尾部进行元素插入
* argument :
* @Manager :顺序栈的地址
@Date :要入栈的数据
*
* retval : 调用成功返回bool型，满了则返回true，没满返回false
* author : [email protected]
* date : 2024/04/25
* note : none
*
* *****************************************************************/
//入栈
bool SeqStack_Push(SeqStack_t *Manager, DataType_t Data)
{
//1.判断顺序栈是否已满
if ( SeqStack_IsFull(Manager) )
{
printf("SeqStack Full is Full!\n");
return false;
}
//2.如果顺序栈有空闲空间，则把新元素添加到顺序栈的栈顶
Manager->Bottom[++Manager->Top] = Data;
return true;
}
/*********************************************************************
*
* name : SeqStack_IsEmpty
* function : 判断顺序栈是否为空
* argument :
* @Manager :顺序栈的地址
*
* retval : 调用成功返回bool型，空了则返回true，没空返回false
* author : [email protected]
* date : 2024/04/25
* note : none
*
* *****************************************************************/
bool SeqStack_IsEmpty(SeqStack_t *Manager)
{
return (-1 == Manager->Top) ? true : false;
}
/*********************************************************************
*
* name : SeqStack_Pop
* function : 根据栈的特性，把元素从栈顶出栈，也就是把元素从数组的尾部把元素删除
* argument :
* @Manager :顺序栈的地址
*
* retval : 调用成功返回新的栈地址
* author : [email protected]
* date : 2024/04/25
* note : none
*
* *****************************************************************/
//出栈
DataType_t SeqStack_Pop(SeqStack_t *Manager)
{
DataType_t temp = 0; //用于存储出栈元素的值
//1.判断顺序栈是否为空
if ( SeqStack_IsEmpty(Manager) )
{
printf("SeqStack is Empty!\n");
return;
}
//2.由于删除了一个元素，则需要让顺序栈的栈顶元素下标-1
temp = Manager->Bottom[Manager->Top--];
return temp;
}
/*********************************************************************
*
* name : SeqStack_BaseConversion
* function : 根据用户输入的非负数十进制数，利用顺序栈转换为十六进制数
并在终端输出
* argument :
* @Manager :顺序栈的地址
*
* retval : 调用成功返回新的栈地址
* author : [email protected]
* date : 2024/04/25
* note : none
*
* *****************************************************************/
void SeqStack_BaseConversion(SeqStack_t *Manager)
{
//定义一个字符变量 用于存储用户输入的十进制数
DataType_t data = 0;
printf("Please input a Decimal number :\n ");
scanf("%d", &data);
//对读取到的数进行判断
if(data < 0 )
{
printf("Please input the correct number !\n");
getchar();
return;
}
//定义一个循环变量
DataType_t i = 0;
//对获取的非负十进制数进行取余操作，并且将余数存储进顺序栈中
for (i = data; i > 16;i = i /16)
{
if(i>16)
{
//余数入栈
if((i%16) > 9)
{
SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+55);
}
else
SeqStack_Push(Manager, (i % 16)+48);
continue;
}
SeqStack_Push(Manager, i+48);
}
SeqStack_Push(Manager, i+48);
//输出十六进制数
printf("%d = 0x", data);
for (int i = Manager->Top;i>=0 ;i--)
{
printf("%c", SeqStack_Pop(Manager));
}
printf("\n");
return;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//创建一个容量足够大的顺序栈
SeqStack_t *SequenceStack = SeqStack_Create(1000000000);
//执行进制转换算法
while(1)
{
SeqStack_BaseConversion(SequenceStack );
}
return 0;
}
结果展示：
算法设计待优化点：
- 顺序栈的容量是否能够随着用户输入值所需空间大小变化
- 用户不输入整型数，算法怎么识别并返回初始状态