Les piles en C
Date de publication : 27 Juillet 2005
Par
Nicolas Joseph (home) (Blog)
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Les structures de données en C.
Troisième partie : les piles.
I. Introduction
II. Principe
III. En pratique
III-A. La structure d'un élément
III-B. Initialisation
III-C. Empiler un élément
III-D. Dépiler un élément
III-E. Suppression de la pile
IV. Conclusion
VII. Remerciements
VI. Code source complet
I. Introduction
Pour poursuivre la découverte des différentes structures de données, nous allons maintenant nous attarder sur les piles.
II. Principe
Les piles peuvent être représentées comme une pile d'assiettes, vous pouvez ajouter des assiettes au sommet de la pile et lorsque vous voulez en enlever une, il s'agit de la dernière ajoutée : on parle de liste LIFO (Last In First Out). Les piles ne sont que des cas particuliers de listes chaînées dont les éléments ne peuvent être ajoutés et supprimés qu'en fin de liste. De ce fait la manipulation s'en trouve grandement simplifiée puisqu'elle ne nécessite que deux fonctions :
- Une fonction pour ajouter un élément au sommet de la pile
- Une seconde pour le retirer
III. En pratique
III-A. La structure d'un élément
Pour représenter un élément de la pile, il nous suffit de reprendre la structure d'un élément d'une liste doublement chaînée.
typedef struct stack
{
struct stack *prev;
struct stack *next;
void *data;
} stack_s;
|
III-B. Initialisation
Rien de nouveau côté initialisation, on s'assure juste que le pointeur qui servira de pile est bien mit à NULL.
stack_s *stack_new (void)
{
return (NULL);
}
|
III-C. Empiler un élément
Les éléments ne peuvent être ajoutés qu'en fin de liste, il n'est donc plus nécessaire de se préoccuper d'un éventuel élément suivant. A part ce détail, c'est exactement le même code que pour les listes doublement chaînées.
Figure 1: représentation de l'ajout d'un élément à une pile.
- Voici l'état de la pile avant l'appel de la fonction
- Le pointeur p_p représente l'argument de la fonction, c'est donc après lui qu'il faut insérer un élément
- Création d'un nouvel élément pointé par p_l
- On ajoute le nouvel élément à la fin de la pile
- Dernier point qui n'est pas présent sur le schéma ci-dessus pourtant trés important : faire pointer pp_pile sur le nouvel élément
void stack_push (stack_s ** pp_stack, void *data)
{
if (pp_stack != NULL)
{
stack_s *p_p = *pp_stack;
stack_s *p_l = NULL;
p_l = malloc (sizeof (*p_l));
if (p_l != NULL)
{
p_l->data = data;
p_l->next = NULL;
p_l->prev = p_p;
if (p_p != NULL)
p_p->next = p_l;
*/ (5) */
*pp_stack = p_l;
}
else
{
fprintf (stderr, "Memoire insuffisante\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
return;
}
|
III-D. Dépiler un élément
L'élément à dépiler correspond obligatoirement au dernier ajouté qui se trouve au sommet de la pile. Généralement un élément est retiré de la pile pour pouvoir être utilisé, il faut donc retourner l'élément retiré.
Figure 2: représentation de la suppression d'un élément d'une pile.
- Voici l'état de la liste avant l'appel de la fonction
- Le pointeur p_l représente l'argument de la fonction et donc l'élément à supprimer
- Sauvegarde de l'élément précédent celui à supprimer grâce au pointeur p_p
- Libération de la mémoire
- On met le pointeur next de p_p à NULL
- Même remarque que pour l'ajout d'un élément : ne pas oublier de se placer au sommet de la pile
void *stack_pop (stack_s ** pp_stack)
{
void *ret = NULL;
if (pp_stack != NULL && *pp_stack != NULL)
{
stack_s *p_l = *pp_stack;
stack_s *p_p = p_l->prev;
if (p_p != NULL)
p_p->next = NULL;
ret = p_l->data;
free (p_l);
p_l = NULL;
*pp_stack = p_p;
}
return (ret);
}
|
III-E. Suppression de la pile
Pour supprimer la liste, il suffit de dépiler tous ses éléments.
void stack_delete (stack_s ** pp_stack)
{
if (pp_stack != NULL && *pp_stack != NULL)
{
while (*pp_stack != NULL)
stack_pop (pp_stack);
}
return;
}
|
IV. Conclusion
La création de la bibliothèque de manipulation des piles est grandement simplifiée du fait qu'elle s'inspire des listes doublement chaînées. Il est tout à fait possible d'obtenir le même résultat avec les listes simplement chaînées, je vous laisse le faire en guise d'exercice.
VII. Remerciements
Merci à Gnux pour la relecture attentive de cet article.
VI. Code source complet
| pile.h |
#ifndef H_PILE
#define H_PILE
typedef struct stack stack_s;
stack_s *stack_new (void);
void stack_push (stack_s **, void *);
void *stack_pop (stack_s **);
void stack_delete (stack_s **);
#endif
|
| pile.c |
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "pile.h"
struct stack
{
struct stack *prev;
struct stack *next;
void *data;
};
stack_s *stack_new (void)
{
return (NULL);
}
void stack_push (stack_s ** pp_stack, void *data)
{
if (pp_stack != NULL)
{
stack_s *p_p = *pp_stack;
stack_s *p_l = NULL;
p_l = malloc (sizeof (*p_l));
if (p_l != NULL)
{
p_l->data = data;
p_l->next = NULL;
p_l->prev = p_p;
if (p_p != NULL)
p_p->next = p_l;
*pp_stack = p_l;
}
else
{
fprintf (stderr, "Memoire insuffisante\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
return;
}
void *stack_pop (stack_s ** pp_stack)
{
void *ret = NULL;
if (pp_stack != NULL && *pp_stack != NULL)
{
stack_s *p_l = *pp_stack;
stack_s *p_p = p_l->prev;
if (p_p != NULL)
p_p->next = NULL;
ret = p_l->data;
free (p_l);
p_l = NULL;
*pp_stack = p_p;
}
return (ret);
}
void stack_delete (stack_s ** pp_stack)
{
if (pp_stack != NULL && *pp_stack != NULL)
{
while (*pp_stack != NULL)
stack_pop (pp_stack);
}
return;
}
|
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