链栈

一、链栈

• 利用带头结点的单链表实现。
• 栈顶：入栈和出栈的操作都在栈顶，链栈栈顶在表头（根据时间复杂度确定的，都是O（1））。

1.链栈的设计

typedef struct LSNode
{
	int data;
	struct LSNode* next;//类似单链表的设计界结构；
}LSNode,*PLStack;//因为栈顶在表头，所以不需要top指针，表头的后面就是栈顶；

2.链栈的基本操作

（1）初始化

void InitStack(PLStack ps)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return;
	//ps->data = 0;//带头结点的链栈数据域可以不用；
	ps->next = NULL;
}

（2）入栈操作（头插）

• 如果从尾结点开始插入的话，需要遍历一般链表，时间复杂度为O（n）,所以我们从头结点开始插入，时间复杂度为O（1）。此操作类似于单链表的头插法。

bool Push(PLStack ps, int val)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return false;

	PLStack pnewnode = (PLStack)malloc(sizeof(LSNode));
	if (pnewnode == NULL)return false;
	pnewnode->data = val;

	pnewnode->next =ps->next;
	ps->next = pnewnode;

	return true;
}

（3）获取栈中有效元素个数

• 顺序栈的有效元素个数就是尾指针下标的值，但链栈中由于所有操作都是从栈顶操作的，所以不存在尾指针，计数时需要单独申请指针遍历链栈。

int GetLength(PLStack ps)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return false;

	int count = 0;
	for (PLStack p = ps->next; p != NULL; p = p->next)
	{
		count++;
	}
	return count;
}

（4）判空

bool IsEmpty(PLStack ps)
{
	return ps->next == NULL;
}

（5）获取栈顶元素的值，但不删除

• 如果获取函数返回值是int型，则有可能与栈中存的元素重合，所以用bool类型，获取的值就需要用另一个数据来接收。

bool Get_top(PLStack ps, int* rtval)
{
	assert(ps != NULL&&rtval!=NULL);
	if (ps == NULL||rtval==NULL)return false;
	if (IsEmpty(ps))return false;//需要获取值，就需要链表不为空；

	*rtval = ps->next->data;
	return true;
}

（6）获取栈顶元素的值并删除

bool Del_top(PLStack ps, int* rtval)
{
	assert(ps != NULL && rtval != NULL);
	if (ps == NULL || rtval == NULL)return false;
	if (IsEmpty(ps))return false;

	*rtval = ps->next->data;
	PLStack p = ps->next;
	ps->next = p->next;
	free(p);
	p = NULL;
	return true;
}

（7）销毁

bool Destroy(PLStack ps)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return false;

	PLStack p = NULL;
	while (!IsEmpty(ps))
	{
		p = ps->next;
		ps->next = p->next;
		free(p);
		p = NULL;
	}
	return true;
}

（8）清空

bool Clear(PLStack ps)
{
	Destroy(ps);
	return true;
}

3.完整代码

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

typedef struct LSNode
{
	int data;
	struct LSNode* next;//类似单链表的设计界结构；
}LSNode,*PLStack;//因为栈顶在表头，所以不需要top指针；

//初始化 
void InitStack(PLStack ps)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return;
	//ps->data = 0;//带头结点的链栈数据域可以不用；
	ps->next = NULL;
}

//入栈操作（头插） 
bool Push(PLStack ps, int val)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return false;

	PLStack pnewnode = (PLStack)malloc(sizeof(LSNode));
	if (pnewnode == NULL)return false;
	pnewnode->data = val;

	pnewnode->next =ps->next;
	ps->next = pnewnode;

	return true;
}

//获取栈中有效元素个数
int GetLength(PLStack ps)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return false;

	int count = 0;
	for (PLStack p = ps->next; p != NULL; p = p->next)
	{
		count++;
	}
	return count;
}

//判空
bool IsEmpty(PLStack ps)
{
	return ps->next == NULL;
}

//获取栈顶元素的值，但不删除
bool Get_top(PLStack ps, int* rtval)
{
	assert(ps != NULL&&rtval!=NULL);
	if (ps == NULL||rtval==NULL)return false;
	if (IsEmpty(ps))return false;

	*rtval = ps->next->data;
	return true;
}

//获取栈顶元素的值并删除
bool Del_top(PLStack ps, int* rtval)
{
	assert(ps != NULL && rtval != NULL);
	if (ps == NULL || rtval == NULL)return false;
	if (IsEmpty(ps))return false;

	*rtval = ps->next->data;
	PLStack p = ps->next;
	ps->next = p->next;
	free(p);
	p = NULL;
	return true;
}

//销毁
bool Destroy(PLStack ps)
{
	assert(ps != NULL);
	if (ps == NULL)return false;

	PLStack p = NULL;
	while (!IsEmpty(ps))
	{
		p = ps->next;
		ps->next = p->next;
		free(p);
		p = NULL;
	}
	return true;
}

//清空
bool Clear(PLStack ps)
{
	Destroy(ps);
	return true;
}



 
int main()
{
	LSNode head;
	InitStack(&head);

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		Push(&head, i * 2);
	}
	int k = GetLength(&head);
	printf("count=%d\n ", k);

	int rtval = 0;
	while (!IsEmpty(&head))
	{
		Get_top(&head,&rtval);
		printf("%d ", rtval);
		Del_top(&head, &rtval);
	}
	printf("\n");

	k = GetLength(&head);
	printf("count=%d ", k);
}

运行结果：