#include<iostream>
#include<stdlib.h>

using namespace std;

#define STACK_SIZE 100

struct Stack{
    int *top;
    int *base;
    int Size;
}Stack;

/**********************
 * Function Statements
**********************/

bool InitStack(struct Stack &S); //构建栈
bool IsEmpty(struct Stack &S); //推断栈空
bool IsFull(struct Stack &S); //推断栈满
void Push(struct Stack &S, int e); //压栈，插入数据
void Pop(struct Stack &S, int &e); //删除，即弹出数据
bool DestroyStack(struct Stack &S); //销毁栈
bool ClearStack(struct Stack &S); //清空栈
void PrintStack(struct Stack &S); //打印栈中元素。即输出

/**********************
       * Main *
***********************/

int main()
{
    struct Stack S;
    int b, n;
    if(InitStack(S)==false){
        cout << "Init Stack error!" << endl;
        exit(0);
    }
    cout << "push a data into stack:" << endl;

    cin >> n;

    //压栈
    cout << "压栈操作" << endl;
    while(n--){
        Push(S, n);
        PrintStack(S);
    }

    //弹栈
    cout << "弹栈操作" << endl;
    while(n<4){
        Pop(S, b);
        PrintStack(S);
        n++;
    }

    //清栈
    cout << "清栈操作" << endl;
    if(ClearStack(S))
        PrintStack(S);

    //销毁栈
    cout << "销毁栈操作" << endl;
    DestroyStack(S);
    cout << "S.base = " << S.base << ";  " <<"S.top = " << S.top << ";  "
         << "S.Size = " << S.Size << endl;

    return 0;
}

/*******************************
 * PrintStack
 * 打印栈中的元素，自顶向下显示
 * 即从栈尾输出到栈首
*******************************/

void PrintStack(struct Stack &S){
    int n = S.top - S.base;
    int index;
    //若栈空则输出
    if(!n){
        cout << ".................................." << endl;
        cout << "Stack is Empty..."<<endl;
        cout << ".................................." << endl;
        return;
    }
    //非空时
    cout << ".................................." << endl;
    cout << "栈中的数据(从栈顶元素開始向下显示)" << endl;
    for(index = 1; index<=n; ++index){
        cout << *(S.top - index) << " ";
    }
    cout << endl;
}

/*******************************
 *InitStack
 *动态分配内存
 *并对栈的属性初始化
*******************************/

bool InitStack(struct Stack &S){
    S.base = (int* ) malloc (STACK_SIZE *sizeof(Stack));
    if(S.base == NULL){
        cout << "malloc stack error" << endl;
        return false;
    }
    S.top = S.base;
    S.Size = STACK_SIZE;
    return true;
}

/*******************************
 *ClearStack
 *清空栈内数据
*******************************/

bool ClearStack(struct Stack &S){
    S.top = S.base;
    return true;
}

/*******************************
 *DestroyStack
 *销毁栈S。释放内存
 *并将指针属性置空
 *防止悬浮指针产生
*******************************/

bool DestroyStack(struct Stack &S){
    free(S.base);
    S.base = NULL; //不用的指针一定用指向空
    S.top = NULL;  //防止悬浮指针的产生
    S.Size = 0;
    return true;
}

/*******************************
 *IsEmpty
 *推断栈是否为空
 *即推断S.top == S.base ?
 *若S.top == S.base 则表示栈空
*******************************/

bool IsEmpty(struct Stack &S){
    if(S.top == S.base)
        return true;
    else
        return false;
}

/******************************************
 *IsFull
 *推断栈是否存满
 *A = S.top - S.base 代表此时栈中全部元素
 *B = S.Size 表示栈被分配的空间
 *若A >= B, 则表示栈溢出
******************************************/

bool IsFull(struct Stack &S){
    int A = S.top - S.base;
    int B = S.Size;
    if(A >= B){
        cout << "Stack is Full" << endl;
        return true;
    }
    else
        return false;
}

/************************************************************
 *Push
 *压栈操作
 *栈是特殊的线性表，其不支持随机訪问。因此仅仅能依照顺序存储。
 *比如：子弹夹上子弹（该样例与本实现不同的是
 *++子弹夹栈顶指针保持不变，栈底指针游动。
 *++本程序实现的是栈底指针不变，栈顶指针游动。）

*************************************************************/

void Push(struct Stack &S, int e){
    if(!IsFull(S)){
        *(S.top) = e;
        S.top ++;
    }
}

/******************************************************************
 * Pop
 * 弹栈操作
 *     栈是特殊的线性表，其不支持随机訪问，因此仅仅能依照顺序存储。

 *     比如：子弹夹推出子弹（该样例与本实现不同的是
 *            ++子弹夹栈顶指针保持不变，栈底指针游动。

 *            ++本程序实现的是栈底指针不变，栈顶指针游动。）
*******************************************************************/

void Pop(struct Stack &S, int &e){
    if(IsFull(S)){
        cout << "Pop error" << endl;
    }
    else{
        e = *(S.top - 1);
        S.top --;
    }
}

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