数据结构-C语言描述（栈的链表实现）

前言

 今天我们用非顺序储存结构（链表）实现一个栈，相比较于用顺序表实现，链表栈不需要预先分配好空间，故而在操作时就没有扩容这一步。头文件部分我们就不再过多赘述，先来分析一下我们需要哪些数据。因为我们打算用链表实现栈，所以节点是不可少的，而节点中又应该包括哪些数据呢？我们先回想一下链表的基本思想，要有储存数据的数据域data、用来连接的指针域*next，那么加上栈本身的长度size，我们可以将链表栈的结构体定义如下：

typedef struct Node{
	eletype data;        //数据域data、指针域*next
	struct Node* next;
} Node;

typedef struct Stack{
	Node* head;          //为了方便后期的操作，我们设置一个头结点
	int size;
} Stack;

1.栈的创建

创建栈（栈的初始化）仅需将栈结构体Stack中的相关变量进行初始化：

void StackCreat(Stack *stk){
	stk->head=NULL;
	stk->size=0;
}

 在这里我们可以将链表栈的初始化和顺序表栈的初始化做个对比，因为少了动态分配空间这一步，所以在视觉上能看出链表栈要简单一些。

2.栈的销毁

栈的销毁同样比较简单，只要将相关元素归零就行：

void StackDestroy(Stack *stk){
	while(stk->head){
		Node* next=stk->head->next;   //我们知道栈是先进后出，头指针是始终位于栈顶的
		free(stk->head);              //所以我们每次要释放的头结点的空间。释放完之后
		stk->head=next;               //需要更新头节点，所以在这里我们定义*next，来接收
	}                                 //未更新前的stk->head->next,之后再将其更新给head
	stk->size=0;
}

3.入栈

 入栈需要将新元素压入栈顶，故而在参数列表中要有Stack *stk、eletype element。完成这个操作我们可以新定义一个节点Node *new_node:

void StackPush(Stack *stk,eletype element){
	Node* new_Node=(Node*)malloc(sizeof(Node)); //新定义的节点*new_node
	new_Node->data=element;                     //将需要压入的element赋给数据域data
	new_Node->next=stk->head;                   //关键的一步是更新头节点，用的是头插法
	stk->head=new_Node; 
	stk->size++;
}

4.出栈

出栈是将位于栈顶的空间清空，并将栈顶元素的值带回，所以函数类型是eletype，在这里我们需要考虑栈为空的情况：

eletype StackPop(Stack *stk){
	if(stk->head==NULL){
		printf("Stack is empty!\n"); //判断头节点是否为空，即是否为空栈
		exit(1);
	}
	int result=stk->head->data;      //用result存下栈顶元素的值
	Node* next=stk->head->next;      //最后需要将头指针更新一下
	free(stk->head);                 //当然栈的长度size同样要自减
	stk->head=next;
	stk->size--;
	return result;                   //然后将需要删除的值带回
}

5.获取栈顶元素

获取栈顶元素比简单，只需要先判断是否为空，然后将栈顶元素返回：

eletype StackTop(Stack *stk){
	return stk->head->data;
}

int StackGetsize(Stack *stk){
	return stk->size;
}

6.获取栈的长度

int StackGetsize(Stack *stk){
	return stk->size;
}

7.完整源码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define eletype int 

typedef struct Node{
	eletype data;
	struct Node* next;
} Node;

typedef struct Stack{
	Node* head;
	int size;
} Stack;

void StackCreat(Stack *stk){
	stk->head=NULL;
	stk->size=0;
}

void StackDestroy(Stack *stk){
	while(stk->head){
		Node* next=stk->head->next;
		free(stk->head);
		stk->head=next;
	}
	stk->size=0;
}

void StackPush(Stack *stk,eletype element){
	Node* new_Node=(Node*)malloc(sizeof(Node));
	new_Node->data=element;
	new_Node->next=stk->head;
	stk->head=new_Node; 
	stk->size++;
}

eletype StackPop(Stack *stk){
	if(stk->head==NULL){
		printf("Stack is empty!\n");
		exit(1);
	}
	int result=stk->head->data;
	Node* next=stk->head->next;
	free(stk->head);
	stk->head=next;
	stk->size--;
	return result;
}

eletype StackTop(Stack *stk){
	return stk->head->data;
}

int StackGetsize(Stack *stk){
	return stk->size;
}

int main (){
	Stack stk;
	StackCreat(&stk);
	StackPush(&stk,10);
	StackPush(&stk,20);
	StackPush(&stk,30);
	StackPush(&stk,40);
	StackPush(&stk,50);
	StackPush(&stk,60);
	printf("栈顶元素为：%d\n",StackTop(&stk));
	printf("出栈：%d\n",StackPop(&stk));
	printf("栈的大小为：%d\n",StackGetsize(&stk));
	StackDestroy(&stk);
	return 0;
}

结语

如有错误，敬请指出！