堆栈数据结构的数组实现

Question

我正在尝试实现堆栈的数组实现。我刚开始使用堆栈，我尝试在c中实现push操作，下面是我的代码：

#include "stack.h"

/**
 * push_arr_stack - pushes an element to the stack
 * @n: The number that will be pushed to the stack
 * 
 * Return: It returns nothing
 * 
 */
void push_arr_stack(int n)
{
    top = top + 1;
    stack_arr[top] = n;    
}

以下是我的头文件：

#ifndef STACK_H
#define STACK_H
#define MAX 4

extern int stack_arr[MAX];
extern int top = -1;

void push_arr_stack(int n);

#endif 

我使用以下测试函数尝试了push操作：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "stack.h"

/**
 * main - Entry point for my program
 * 
 * Return: On success, it returns 0,
 * On error, it returns -1
 */
int main(void)
{
    push_arr_stack(7);
    return (0);
}

但我得到了以下错误

gcc -Wall -Werror -Wextra -pedantic -std=gnu89 main.c 0-push_arr_stack.c

In file included from main.c:4:
stack.h:6:12: error: ‘top’ initialized and declared ‘extern’ [-Werror]
    6 | extern int top = -1;
      |            ^~~
cc1: all warnings being treated as errors
In file included from 0-push_arr_stack.c:1:
stack.h:6:12: error: ‘top’ initialized and declared ‘extern’ [-Werror]
    6 | extern int top = -1;
      |            ^~~
cc1: all warnings being treated as errors

我需要顶级变量来跟踪哪个索引是堆栈的顶部，但是它给了我初始化和声明top的错误。如何才能将top初始化为-1

Answer 1

头文件包含在两个翻译单元中: with main和函数定义。因此变量top被定义了两次。

在头文件中只需声明变量

extern int top;

主要的定义是

int top = -1;

在函数之前，主标题之后。

请注意，在文件作用域中声明的变量具有存储类说明符extern和初始化器，表示变量的定义。您不能两次定义具有外部链接的变量。

来自C标准(6.9.2外部对象定义)

1如果对象的标识符声明具有文件范围和初始化程序，则声明是标识符的外部定义。

注意，一般来说，使用全局变量并不是一种好的方法。

Answer 2

这些变量要么是stack.c的本地变量，要么是调用方的本地变量。不应在文件范围(任何函数之外)声明它们。通过声明extern，您可以声明“这是分配到其他地方的”。但是你从来没有把它分配到其他地方，这就是问题所在。另外，由于它是在其他地方分配的，所以初始化也必须放在其他地方。

然而，像这样使用extern是非常糟糕的做法，因为它创建了全局变量和意大利面代码，其中一个变量被跨多个文件共享，尽管它不应该共享。

相反，您可以将所有这些变量放置在结构中。对于初学者级的应用程序，只需这样做就足够了：

// stack.h
typedef struct
{
  int stack_arr[MAX];
  int top;
} stack;

void stack_init (stack* s);

然后：

// stack.c
void stack_init (stack* s)
{
  /* default initialization here */
  s->top = -1;
}

现在，代码的调用者可以包含stack.h，声明变量stack my_stack;，然后像stack_init(&my_stack);一样调用函数。

对于专业应用程序来说，上面的内容可能不够好，因为它违反了最好的设计实践，即私有封装。调用者可以访问结构的内部变量，尽管它们不应该。