個人隨筆-關於棧的一些感悟

什麼是棧？

• 個人認爲棧的靈魂在於：先入後出（FILO）

1、定義棧：

 #define MAXSIZE 100
 typedef int datatype;
 typedef struct{
   datatype a[MAXSIZE];
   int top;
 }sequence_stack; 

2、相關函數：

// 棧（順序存儲）初始化 
//文件名seqsinit.c, 函數名init_sequence_stack()
 void init_sequence_stack(sequence_stack *st)
 {
        st->top=0;
  }

//           判斷棧（順序存儲）是否爲空
//  文件名seqsempt.c, 函數名is_empty_sequence_stack()
// 返回值類型：int類型。1表示空，0表示非空
 int is_empty_stack(sequence_stack st)
 {
   return( st.top?  0 : 1 );
 }
 
//取得棧頂（順序存儲）結點值
//文件名seqsfirs.c, 函數名get_top()
 datatype get_top(sequence_stack st)
 {
   if ( is_empty_stack(st) )
     {printf("\n棧是空的!"); exit(1);}
   else
     return st.a[st.top-1];
 }
 
// 棧（順序存儲）的插入操作
//文件名seqspush.c, 函數名push() 
 void push(sequence_stack *st,datatype x)
 {
   if(st->top==MAXSIZE)
     { printf("\nThe sequence stack is full!");
        exit(1); }
   st->a[st->top]=x;
   st->top++;
 }

// 棧（順序存儲）的刪除操作 
// 文件名seqspop.c, 函數名pop()
 void pop(sequence_stack *st)
 {
   if(st->top==0)
     {printf("\nThe sequence stack is empty!"); exit(1);}
        st->top--;
 }

我們可以怎麼利用這種數據結構？

• 既然棧是這種先入後出的結構，那麼我們可以利用這種結構進行 比較！！！！

• 我們可以把我們想比較的數據放入棧中，然後將待比較的數據不斷的送入棧中 比較完後，若達到某種條件就送入棧中；同時我們可以靈活的運用棧頂對棧內數據進行刪改。

棧依據存儲結構可分爲：順序棧、鏈式棧。對於C語言，使用順序棧時，可用數據存儲數據！！！
經典案例1：

• 給定一個只包括 ‘(’，’)’，’{’，’}’，’[’，’]’ 的字符串，判斷字符串是否有效。
  • 有效字符串需滿足：
  • 左括號必須用相同類型的右括號閉合。
  • 左括號必須以正確的順序閉合。
  • 注意空字符串可被認爲是有效字符串。

利用棧，我們可以解答：

• 當自左向右掃描一個表達式時，凡是遇到的開括號（或稱左括號）都期待有一個和它對應的閉括號（或稱右括號）與之匹配。
• 按照括號正確匹配的規則，在自左向右掃描一個表達式時，後遇到的開括號比先遇到的開括號更加期待有一個閉括號與之匹配。
• 依據此可有以下代碼：

/*             判斷表達式括號是否匹配              */
/*     文件名seqmatch.c，函數名match_huohao()       */
/*******************************************/ 
int match_kuohao( char c[ ] )
 {
   int i=0;
   sequence_stack s;
   init_sequence_stack(&s);
   while ( c[i] != '#' )
   {
     switch( c[i] )
     {
     	case '{':	push(&s, c[i]);  break; 
       	case '[':  	push(&s, c[i]);  break; 
      	case '(':	push(&s, c[i]);  break; 
     	case '}':  	if( !is_empty_sequence_stack(s) &&  get_top(s)=='{' )
		      {pop(&s);break;}         else return 0;
      	case ']':  	if(!is_empty_sequence_stack(s) && get_top(s)=='[' )
		      {pop(&s);break;}          else return 0;
       	case ')':  	if(!is_empty_sequence_stack(s) && get_top(s)=='(' )
		      {pop(&s);break;}          else return 0;
     }
     i++;
   }
   return (is_empty_sequence_stack(s));/*棧空則匹配，否則不匹配*/
 }

LeetCode代碼：
https://leetcode-cn.com/problems/valid-parentheses/

bool isValid(char * s){
    
    int len = 0, i = 0, j = 0;
    char *S_array = NULL;
    
    len = strlen(s);
    S_array = (char*)malloc( len*sizeof(char) );
    
    for(i=0; i < len; i++)
    {
        switch(*(s+i))
        {
            case '(':S_array[j] = '(';
                break;
            case '[':S_array[j] = '[';
                break;
            case '{':S_array[j] = '{';
                break;
            case ')':if( j!=0 && (S_array[j-1] == '(') ) j -= 2;
                     else return false;
                break;
            case ']':if( j!=0 && (S_array[j-1] == '[') ) j -= 2;
                     else return false;
                break;
            case '}':if( j!=0 && (S_array[j-1] == '{') ) j -= 2;
                     else return false;
                break;
        }
        j++;
    }
    
    if(j == 0) return true;
    else return false;
}