栈---链栈

最新推荐文章于 2020-06-09 14:52:22 发布

爱橙子的OK绷

最新推荐文章于 2020-06-09 14:52:22 发布

阅读量1.4k

点赞数 1

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏：数据结构文章标签：栈

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/will130/article/details/49334207

数据结构专栏收录该内容

30 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨了链式存储结构中的栈概念，详细介绍了链栈的定义、实现要点，包括初始化、进栈、出栈和置空操作的代码实现。通过实例展示了链栈的操作流程，并提供了完整代码实现，帮助读者理解链栈的工作原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、栈的链式存储结构

栈的链式存储结构，简称为链栈。链栈是没有附加头结点的运算受限的单链表。栈顶指针就是链表的头指针。

栈是用栈顶来做插入和删除操作，那么对于链栈的栈顶放在链表的头部还是尾部呢？

单链表有头指针，而栈顶指针也是必须的，所以比较好的办法是把栈顶放在单链表的头部。另外，都已经有了栈顶在头部了，单链表中比较常用的头结点也就失去了意义，通常对于链栈来说，是不需要头结点的。

链栈的结构如下：
这里写图片描述

对于空栈来说，链表原定义是头指针指向空，那么链栈的空其实就是 top=NULL 的时候。

二、实现要点

1、初始化。初始化的目标是要构造一个空栈。空栈的特性：
（1）栈的count = 0
（2）栈的 top 为 null

LinkStack *InitStack(LinkStack *s)
{
    s->top = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));
    //空栈的特性（1）（2）
    s->top = NULL;//(1)
    s->count = 0;//(2)
    return s;
}

2、进栈。假设为要插入的元素e开辟的新节点为p，那么插入过程为：首先开辟一个内存空间给 p，然后 p的data就是e，再将新结点sp的后继赋值为当前结点 s->top。最后将栈顶指针指向结点 p。
这里写图片描述

总结为两步：

（1）处理新结点p的后继，这个后继就是原本的栈顶结点。
（2）将栈顶指针 top 重新指向新结点p。

代码：

LinkStack *Push(LinkStack *s, SElemType e)
{
    StackNode *p= (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//要插入的节点
    p->data = e;
    //实现入栈
    p->next = s->top;//(1)新节点后继为原栈顶节点
    s->top = p;//(2)将新的结点p赋值给栈顶指针

    s->count++;
    return s;
}

3、出栈。大致过程为：假设变量p用来存储要删除的栈顶结点，将栈顶指针下移一位，最后释放p即可。
这里写图片描述

代码：

LinkStack *Pop(LinkStack *s)
{
    if(s->top == NULL)//栈空的判断！！！
    {
        cout<<"栈已空，无法执行弹出操作！"<<endl;
    }
    else
    {
        StackNode *p= (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//(1)要弹出的节点
        p = s->top;//(2)栈顶节点赋给p
        cout<<p->data<<"出栈"<<endl;
        s->top = p->next;//(3)栈顶指针下移一位，指向后一结点
        free(p);//(4)释放p
        s->count--;
    }
    return s;
}

4、置空链栈。方法是设置两个工作结点，开始循环。在释放p之前，让q成为p的后继。还是那个比喻，在皇帝死之前，册封皇子。free(p); 皇帝死了，p=q; 皇子就成了新皇帝。（类似单链表的置空操作）。
代码：

LinkStack *ClearStack(LinkStack *s)
{
    StackNode *p, *q;
    p = s->top;
    while(p)
    {
        q = p->next;//（1）让q成为p的后继
        free(p);//（2）释放p
        p = q;//（3）q赋给p
    }
    s->top=NULL;//（4）！！！
    s->count = 0;
    return s;
}

链栈实现代码：

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;

typedef int SElemType;

//节点类型
typedef struct StackNode
{
    SElemType data;
    struct StackNode *next;
}StackNode;

typedef struct
{
    StackNode *top;//栈顶指针
    int count;//记录栈中元素个数
}LinkStack;
//初始化
LinkStack *InitStack(LinkStack *s)
{
    s->top = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));
    //空栈的特性（1）（2）
    s->top = NULL;//(1)
    s->count = 0;//(2)

    return s;
}
//入栈
LinkStack *Push(LinkStack *s, SElemType e)
{
    StackNode *p= (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//要插入的节点
    p->data = e;
    //实现入栈
    p->next = s->top;//(1)新节点后继为原栈顶节点
    s->top = p;//(2)将新的结点p赋值给栈顶指针

    s->count++;
    return s;
}
//出栈
LinkStack *Pop(LinkStack *s)
{
    if(s->top == NULL)//栈空的判断！！！
    {//count为0也可说明栈为空
        cout<<"栈已空，无法执行弹出操作！"<<endl;
    }
    else
    {
        StackNode *p= (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//(1)要弹出的节点
        p = s->top;//(2)栈顶节点赋给p
        cout<<p->data<<"出栈"<<endl;
        s->top = p->next;//(3)栈顶指针下移一位，指向后一结点
        free(p);//(4)释放p
        s->count--;
    }
    return s;
}
//置空链栈
LinkStack *ClearStack(LinkStack *s)
{
    StackNode *p, *q;
    p = s->top;
    while(p)
    {
        q = p->next;//让q成为p的后继
        free(p);//释放p
        p = q;//q赋给p
    }
    s->top=NULL;//！！！
    s->count = 0;
    return s;
}
//打印
void PrintStack(LinkStack *s)
{
    StackNode *p;
    p = s->top;
    while(p)//top为空时链栈为空
    {
        cout<<p->data<<" ";
        p = p->next;
    }
    cout<<endl;
}
int main()
{
    LinkStack *s = InitStack(s);
    cout<<"************************"<<endl;
    Push(s, 1);
    PrintStack(s);
    Push(s, 2);
    PrintStack(s);
    Push(s, 3);
    PrintStack(s);
    Push(s, 4);
    PrintStack(s);//后入先出，逆序打印
    cout<<"************************"<<endl;
    Pop(s);
    PrintStack(s);
    Pop(s);
    PrintStack(s);
    Pop(s);
    PrintStack(s);
    Pop(s);
    PrintStack(s);
    cout<<"************************"<<endl;
    Pop(s);
    cout<<"************************"<<endl;
    Push(s, 1);
    PrintStack(s);
    cout<<"************************"<<endl;
    ClearStack(s);
    PrintStack(s);
    cout<<"************************"<<endl;
    return 0;
}

结果：

************************
1
2 1
3 2 1
4 3 2 1
************************
4出栈
3 2 1
3出栈
2 1
2出栈
1
1出栈

************************
栈已空，无法执行弹出操作！
************************
1
************************

************************

Process returned 0 (0x0)   execution time : 1.625 s
Press any key to continue.