[C언어 소스] 스택, 버퍼크기 자동 확장, 동적 생성한 자료 보관

안녕하세요. 언제나 휴일입니다.

이번에는 버퍼 크기를 자동 확장하고 동적으로 생성한 자료를 보관하는 스택(STACK) 소스 코드입니다.

스택은 자료를 한쪽으로 보관하고 꺼내는 LIFO(Last In First Out) 방식의 자료구조입니다. 스택에 자료를 보관하는 연산을 PUSH라 말하고 꺼내는 연산을 POP이라고 말합니다. 그리고 가장 최근에 보관한 위치 정보를 TOP 혹은 스택 포인터라 말합니다.

알고리즘

Push 연산
IF Top> MAX Then (꽉 차면)
    Overflow (버퍼 오버플로우)
Else (꽉 차지 않을 때)
    Top = Top +1 (Top 위치를 1 증가)
    Buffer[Top] = data (버퍼의 Top 위치에 data 보관)

Pop 연산
IF Top=-1 Then (비었으면)
    Underflow (버퍼 언더플로우)
Else
    data = Buffer[Top] (버퍼의 Top 위치의 값을 데이터에 설정)
    Top = Top -1  (Top 위치를 1 감소)

스택 실행 화면
스택 실행 화면

소스 코드

//스택 - 버퍼 크기 자동 확장, 동적 생성한 자료 보관
 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

typedef void * Element; //void * 형식을 Element 형식 명으로 정의

typedef struct Stack //Stack 구조체 정의
{
    Element *buf;//저장소
    int ssize;//저장소 크기
    int top; //가장 최근에 보관한 인덱스
}Stack;

Stack *NewStack();//스택 생성자
void DeleteStack(Stack *stack);//스택 소멸자
int IsFull(Stack *stack); //스택이 꽉 찼는지 확인
int IsEmpty(Stack *stack); //스택이 비었는지 확인
void Push(Stack *stack, Element data); //스택에 보관
Element Pop(Stack *stack); //스택에서 꺼냄


typedef struct Data
{
    int num;
    char *name;
}Data;

Data *NewData(int num, const char *name)
{
    Data *data = (Data *)malloc(sizeof(Data));
    data->num = num;
    data->name = (char *)malloc(strlen(name) + 1);
    strcpy_s(data->name, strlen(name) + 1, name);
    return data;
}
void DeleteData(Data *data)
{
    free(data->name);
    free(data);
}
void ViewData(Data *data)
{
    printf("%-5d %-10s\n", data->num, data->name);
}

int main(void)
{
    Data *data = 0;
    Stack *stack = NewStack(); //스택 생성

    Push(stack, NewData(3, "홍길동"));//data 생성 후 스택에 보관
    Push(stack, NewData(5, "강감찬")); //data 생성 후 스택에 보관
    Push(stack, NewData(2, "을지문덕")); //data 생성 후 스택에 보관
    Push(stack, NewData(4, "이순신")); //data 생성 후 스택에 보관

    printf("%-5s %-10s\n", "번호", "이름");
    while (!IsEmpty(stack))//스택이 비어있지 않다면 반복
    {
        data = (Data *)Pop(stack);//스택에서 꺼냄
        ViewData(data);//data 출력
        DeleteData(data);//data 소멸
    }
    DeleteStack(stack);//스택 소멸
    return 0;
}

void InitStack(Stack *stack, int ssize);//스택 초기화
Stack *NewStack()
{
    Stack *stack = (Stack *)malloc(sizeof(Stack));//스택 동적 메모리 할당
    InitStack(stack, 1);//스택 초기화
    return stack;
}

void InitStack(Stack *stack, int ssize)
{
    stack->buf = (Element *)malloc(sizeof(Element)*ssize);
    stack->ssize = ssize;
    stack->top = -1; //스택 초기화에서는 top을 -1로 설정
}

void DisposeStack(Stack *stack);//스택 해제화
void DeleteStack(Stack *stack)
{
    DisposeStack(stack);//스택 해제화
    free(stack); //스택 메모리 해제
}
void DisposeStack(Stack *stack)
{
    free(stack->buf);
}

int IsFull(Stack *stack)
{
    return (stack->top + 1) == stack->ssize;//top+1 이 스택 크기와 같으면 꽉 찬 상태
}
int IsEmpty(Stack *stack)
{
    return stack->top == -1;    //top이 -1이면 빈 상태    
}
void Expand(Stack *stack);//스택 버퍼 확장
void Push(Stack *stack, Element data)
{
    if (IsFull(stack))
    {
        Expand(stack);
    }
    stack->top++; //top을 1 증가
    stack->buf[stack->top] = data;   //데이터 보관
}
void Expand(Stack *stack)
{
    stack->ssize *= 2;//스택 크기를 2배 증가
    stack->buf = (Element *)realloc(stack->buf, sizeof(Element)*stack->ssize);//버퍼 2배로 확장
}
Element Pop(Stack *stack)
{
    Element re = 0;
    if (IsEmpty(stack))
    {
        printf("스택이 비었음\n");
        return re;
    }
    re = stack->buf[stack->top];//top 인덱스에 보관한 값을 re에 설정
    stack->top--;//top을 1 감소
    return re;
}

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