数据类型独立堆栈 - C 编程

Question

C 中的堆栈通常取决于用于声明它们的数据类型。例如，

int arr[5]; //creates an integer array of size 5 for stack use
char arr[5]; //creates a character array of size 5 for stack use

都仅限于分别保存整数和字符数据类型，并假定程序员知道在运行时生成了什么数据。如果我想要一个可以容纳任何数据类型的堆栈怎么办？

我最初考虑将其作为一个联合来实施，但这种方法不仅困难而且存在缺陷。还有其他建议吗？

Answer 1

我会使用这样的结构：

struct THolder
{
   int dataType; // this is a value representing the type
   void *val; // this is the value 
};

然后使用THolder 的数组来存储您的值。

Answer 2

这实际上只是 Pablo Santa Cruz 答案的变体，但我认为它看起来更整洁：

typedef enum { integer, real, other } type_t;

typedef struct {
    type_t type;
    union {
        int normal_int;     /* valid when type == integer */
        double large_float; /* valid when type == real */
        void * other;       /* valid when type == other */
    } content;
} stack_data_t;

您仍然需要使用某种方法来显式设置存储在每个元素中的数据类型，没有简单的方法。

您可以研究依赖于编译器的 typeof 关键字自动执行此操作的预处理器魔法，但这可能只会破坏可移植性。

Answer 3

有人推荐了void* 成员。除了该解决方案之外，我还想提供一个替代方案（假设您的堆栈是堆分配结构的链表）：

struct stack_node
{
   struct stack_node *next;
   char data[];
};

data[] 是 C99 构造。 data 必须是最后一个成员；这利用了我们可以在结构地址之后填充任意数量的事实。如果您使用的是非 C99 编译器，则可能需要做一些粗略的技巧，例如将其声明为 data[0]。

然后你可以这样做：

struct stack_node*
allocate_stack_node(size_t extra_size)
{
   return malloc(sizeof(struct stack_node) + extra_size);
}

/* In some other function... */

struct stack_node *ptr = allocate_stack_node(sizeof(int));

int *p = (int*)ptr->data;

如果这看起来很丑陋和 hacky，它是......但是这里的优点是你仍然可以获得通用的优点而不引入更多的间接性（因此 ptr->data 的访问时间比 void* 指向与结构不同的位置。）

更新：我还想指出，如果您的机器对int 的对齐要求与char 的对齐要求不同，我提供的代码示例可能会出现问题。这是一个说明性的例子； YMMV。

Answer 4

您可以使用宏和“容器”类型将“类型”从每个元素减少到整个容器。 （下面是C99代码）

#define GENERIC_STACK(name, type, typeid, elements) \
  struct name##_stack { \
    unsigned int TypeID; \
    type Data[elements]; \
  } name = { .TypeID = typeid }

当然，您的“TypeID”必须允许您期望的所有可能的约定类型；如果您打算使用整个结构或其他用户定义的类型，可能会出现问题。

我意识到为每个变量设置一个唯一命名的结构类型很奇怪，而且可能没有用...哎呀。

Answer 5

我创建了一个适用于任何数据类型的库：

    List new_list(int,int);

创建新列表，例如：

    List list=new_list(TYPE_INT,sizeof(int));
    //This will create an list of integers
    Error append(List*,void*);

将一个元素附加到列表中。 *追加accpts两个指针作为参数，如果要存储指向列表的指针，请不要通过指针传递指针

例如：

    //using the int list from above

      int a=5;
      Error err;
      err=append(&list,&a)

      //for an list of pointers
      List listptr=new_list(TYPE_CUSTOM,sizeof(int*));
      int num=7;
      int *ptr=#

      append(&listptr,ptr);


      //for list of structs
      struct Foo
      {
        int num;
        float *ptr;
      };

      List list=new_list(TYPE_CUSTOM,sizeof(struct Foo));
      struct Foo x;
      x.num=9;
      x.ptr=NULL;

      append(&list,&x);

错误获取(List*,int);

获取指定索引处的数据。调用时列表的当前指针将指向数据。

例如：

    List list=new_list(TYPE_INT,sizeof(int));

    int i;
    for(i=1;i<=10;i++)
      append(&list,&i);

    //This will print the element at index 2
    get(&list,2);
    printf("%d",*(int*)list.current);

错误弹出(List*,int);

来自指定索引的弹出和元素

例如：

      List list=new_list(TYPE_INT,sizeof(int));

      int i;
      for(i=1;i<=10;i++)
        append(&list,&i);

      //element in the index 2 will be deleted, 
      //the current pointer will point to a location that has a copy of the data  

      pop(&list,2);
      printf("%d",*(int*)list.current);

      //To use the list as stack, pop at index list.len-1
      pop(&list,list.len-1);

      //To use the list as queue, pop at index 0
      pop(&list,0);

错误合并(List ,List);

合并两个相同类型的列表。如果类型不同，则会在它返回的 Error 对象中返回错误消息；

例如：

     //Merge two elements of type int
     //List 2 will come after list 1
     Error err;
     err=merge(&list1,&list2);
    Iterator get_iterator(List*);

获取列表的迭代器。初始化时会有一个指向列表第一个元素的指针。

例如：

    Iterator ite=get_iterator(&list);
    Error next(Iterator*);

获取列表的下一个元素。

例如：

//如何迭代一个整数列表

      Iterator itr;
      for(itr=get_iterator(&list);  ite.content!=NULL;  next(ite))
        printf("%d",*(int*)ite.content);

https://github.com/malayh/C-List