类C语言--链栈的基本操作:初始化,进栈,出栈,判空,取栈顶元素,求结点个数

这篇博客介绍了如何使用C语言实现链栈,包括初始化、进栈、出栈、判断栈空、获取栈顶元素以及计算结点数量等基本操作,并提供了实际运行验证过的代码示例。

此代码可以正常运行,是实实在在的类C语言

//链栈:运算是受限的单链表,只能在链表头部进行操作,所以没有必要附加头结点。栈顶指针就是的头指针
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef int SElemType;
typedef struct StackNode
{
   
   
	SElemType data;
	struct StackNode *next;
}StackNode,*LinkStack;
enum Status{
   
   ERROR,OK};

//链栈初始化   S---->^
Status InitStack(LinkStack &S)
{
   
   
	S=NULL;       //S为空指针;; 没有任何指向:野指针  不允许!
	return OK;
}

//判断链栈是否为空
Status StackEmpty(LinkStack S)
{
   
   
	if(
<think> 我们根据给定的结构体定义,分别实现带头结点不带头结点操作。 注意:由于是动分配的,通常不会满(除非内存不足),所以操作一般通过尝试申请内存来断是否成功。 结构体定义: typedef int ElemType; typedef struct Linknode { ElemType data; struct Linknode *next; } *LiStack; 我们将实现以下操作: 1. 初始化 2. 进栈 3. 出栈 4. 获元素 5. 6. 满 注意:带头结点不带头结点的实现方式不同,需要分别编写。 由于C语言中需要修改指针(特别是对于不带头结点),所以对于不带头结点,函数参数通常需要传递LiStack的指针(即二级指针),而带头结点只需要传递头结点指针(因为在头结点后面,修改的是头结点的next,不需要修改头结点指针本身,所以用一级指针即可)。 参考引用[1]中的代码是不带头结点实现,其中使用了引用(C++语法),但我们要用纯C语言实现,所以不带头结点的部分我们将使用二级指针。 下面我们用C语言分别实现: </think> ### 带头结点实现 #### 初始化 ```c bool InitStack_head(LiStack *S) { *S = (LiStack)malloc(sizeof(struct Linknode)); // 创建头结点 if (!*S) return false; // 内存分配失败 (*S)->next = NULL; // 头结点指针域置 return true; } ``` #### ```c bool IsEmpty_head(LiStack S) { return S->next == NULL; // 头结点后无元素 } ``` #### 满 ```c bool IsFull_head() { struct Linknode *temp = malloc(sizeof(struct Linknode)); if (!temp) return true; // 内存分配失败视为满 free(temp); return false; } ``` #### 进栈 ```c bool Push_head(LiStack S, ElemType e) { if (IsFull_head()) return false; struct Linknode *newNode = malloc(sizeof(struct Linknode)); if (!newNode) return false; newNode->data = e; newNode->next = S->next; // 新节点指向原首元结点 S->next = newNode; // 头结点指向新节点 return true; } ``` #### 出栈 ```c bool Pop_head(LiStack S, ElemType *e) { if (IsEmpty_head(S)) return false; struct Linknode *temp = S->next; // 获节点 *e = temp->data; // 出数据 S->next = temp->next; // 头结点指向下一个节点 free(temp); // 释放原 return true; } ``` #### 获元素 ```c bool GetTop_head(LiStack S, ElemType *e) { if (IsEmpty_head(S)) return false; *e = S->next->data; // 头结点后第一个节点即 return true; } ``` ### 不带头结点实现 #### 初始化 ```c void InitStack_noHead(LiStack *S) { *S = NULL; // 指针初始化为NULL } ``` #### ```c bool IsEmpty_noHead(LiStack S) { return S == NULL; // 指针为NULL即 } ``` #### 满 ```c bool IsFull_noHead() { struct Linknode *temp = malloc(sizeof(struct Linknode)); if (!temp) return true; // 内存分配失败视为满 free(temp); return false; } ``` #### 进栈 ```c bool Push_noHead(LiStack *S, ElemType e) { if (IsFull_noHead()) return false; struct Linknode *newNode = malloc(sizeof(struct Linknode)); if (!newNode) return false; newNode->data = e; newNode->next = *S; // 新节点指向原 *S = newNode; // 指针指向新节点 return true; } ``` #### 出栈 ```c bool Pop_noHead(LiStack *S, ElemType *e) { if (IsEmpty_noHead(*S)) return false; struct Linknode *temp = *S; // 临时保存 *e = temp->data; // 出数据 *S = (*S)->next; // 指针下移 free(temp); // 释放原 return true; } ``` #### 获元素 ```c bool GetTop_noHead(LiStack S, ElemType *e) { if (IsEmpty_noHead(S)) return false; *e = S->data; // 节点存储数据 return true; } ``` ### 关键区别对比 | 操作 | 带头结点实现 | 不带头结点实现 | |--------------|---------------------------------------|-------------------------------------| | **初始化** | 创建头结点,指针域置 | 指针直接置为NULL | | **** | `S->next == NULL` | `S == NULL` | | **位置** | 头结点的`next`指针指向的节点 | 指针直接指向的节点 | | **进栈** | 新节点插入头结点与首元结点之间 | 新节点直接成为节点 | | **参数传递** | 只需传递头指针(一级指针) | 需传递指针的地址(二级指针) | | **边界处理** | 头结点存在,简化处理 | 直接操作指针,需特殊处理 | ### 复杂度分析 所有操作的时间复杂度为$O(1)$: - 进栈:$T(n) = C_1$(只需修改指针) - 出栈:$T(n) = C_2$(只需修改指针) - :$T(n) = C_3$(单次指针比较) -:$T(n) = C_4$(直接访问) 间复杂度:$O(n)$,其中$n$为元素个数[^1][^2]
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