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C语言栈（链式栈）

2019-08-02 00:00 609 查看

链式栈：就是一种操作受限的单向链表，对单向链表还不了解的可先看一下关于单向链表的随笔，链表（单向链表的建立、删除、插入、打印）https://www.linuxidc.com/Linux/2019-08/159766.htm，理解了单向链表后再来看链式栈就比较轻松了

链式栈的操作一般含有：出栈、入栈、栈的初始化、判断栈是否为空、清空栈,下面先上声明部分代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define Empty 0 /* 栈空 */
#define Avail 1 /* 栈可用 */

typedef struct SNode
{
int data;
struct SNode *next;
}StackNode;
typedef struct LStack
{
StackNode *top; /* 栈顶指针 */
StackNode *bottom; /* 栈底指针 */
int height; /* 链式栈高度 */
}LinkStack;

LinkStack InitStack (LinkStack pStack); /* 栈顶指针、栈底指针、栈高度初始化*/
LinkStack Push (LinkStack pStack); /* 入栈 */
LinkStack Pop (LinkStack pStack); /* 出栈 */
int StackEmpty (LinkStack pStack); /* 判断栈是否为空 */
LinkStack DeletStack (LinkStack pStack);/* 清空栈 */
void DisplyStack (LinkStack pStack); /* 遍历栈----自顶至底*/

一、节点的声明

1 typedef struct SNode
2 {
3 int data;
4 struct SNode *next;
5 }StackNode;

链式栈节点的声明与单向链表的声明相同，都是由数据域和指针域组成，这里不再赘述

二、栈顶、栈底、栈高度的声明

1 typedef struct LStack
2 {
3 StackNode *top; /* 栈顶指针 */
4 StackNode *bottom; /* 栈底指针 */
5 int height; /* 链式栈高度 */
6 }LinkStack;

三、函数声明

1 LinkStack InitStack (LinkStack pStack); /* 栈顶指针、栈底指针、栈高度初始化*/
2 LinkStack Push (LinkStack pStack); /* 入栈 */
3 LinkStack Pop (LinkStack pStack); /* 出栈 */
4 int StackEmpty (LinkStack pStack); /* 判断栈是否为空 */
5 LinkStack DeletStack (LinkStack pStack);/* 清空栈 */
6 void DisplyStack (LinkStack pStack); /* 遍历栈----自顶至底*/

链式栈和单向链表的区别

上面已经提到的是链式栈是一种操作受限的单向链表（废话··），先来回顾一下单向链表的建立过程（不清楚单向链表的可以先之前的另一篇随笔链表（单向链表的建立、删除、插入、打印）），单向链表在添加新的节点的时候是将原链表最后一个节点的

指针域指向新建的节点，然后新建节点指针域置为NULL作为链表的最后一个节点，而链式栈在添加新的节点的时候操作就不太一样了，先来分析下栈的操作，栈只是栈顶来做插入和删除操作，那么栈顶放在链表的头部还是尾部呢？由于单向链表有头指针

而栈顶指针也是必须的，那么就把栈顶指针当作头指针来使用，比较好的办法是把栈顶放到单链表的头部。另外栈顶在头部了，那么单链表的头结点也就失去了意义，通常对于链式栈来说，是不需要头结点的，现在来说链式栈添加新节点的操作

链式栈：新一个节点->将新建节点的指针域指向原栈顶节点->将栈顶指针移动到新建节点

单向链表：新建一个节点->将原链表最后的一个节点的指针域指向新建节点->新建节点的指针域置为NULL作为新链表的最后一个节点

为了方便读者更加直观了解这个过程下面上图：

链式栈操作部分

一、入栈

/* Function: 入栈 */
LinkStack Push (LinkStack pStack)
{
int data;
StackNode *temp;

if ((temp = (StackNode *)malloc(sizeof(StackNode))) == NULL)
{
printf("内存空间不足\n");
return pStack;
}
if (StackEmpty(pStack) == Empty) /* 如果栈为空 */
{
pStack.top = pStack.bottom = temp; /* 栈顶、栈底指针都指向新建节点 */
temp->next = NULL; /* 节点指针域为空 */
printf("Please input data");
scanf("%d", &data);
pStack.top->data = data;
pStack.height++;

return pStack;
}
else /* 栈不为空 */
{
temp->next = pStack.top;/* 新建节点指向原来的栈顶 */
pStack.top = temp; /* 栈顶指针指向新建节点 */
printf("Please input data");
scanf("%d", &data);
pStack.top->data = data;
pStack.height++;

return pStack;
}
}

二、出栈

/* Function: 出栈 */
LinkStack Pop (LinkStack pStack)
{
StackNode *Second;

if (StackEmpty(pStack) == Empty) /* 判断栈是否为空 */
{
printf("栈为空，无法出栈\n");
return pStack;
}
if (pStack.top == pStack.bottom) /* 如果出栈的元素为最后一个元素 */
{
printf("出栈元素为%d\n", pStack.top->data);
free(pStack.top);
pStack.top = pStack.bottom = NULL; /* 栈顶、栈底都指针都置为空 */
pStack.height--;

return pStack;
}
printf("出栈元素为%d\n", pStack.top->data);
Second = pStack.top->next; /* 指向栈顶的前一个元素*/

free(pStack.top); /* 释放栈顶节点 */
pStack.top = Second;/* 将头指针移动到新的栈顶节点 */
pStack.height--;

return pStack;
}

出栈时需要判断三种情况，第一种情况：栈为空、第二种情况：栈中只有一个元素、第三种情况：栈中元素大于等于两个

三、判断栈是否为空

/* Function: 判断栈是否为空 */
int StackEmpty (LinkStack pStack)
{
if (pStack.top == NULL && pStack.bottom == NULL)
{
return Empty;
}
else
{
return Avail;
}
}

四、遍历栈

/* Function: 遍历栈自顶到底*/
void DisplyStack (LinkStack pStack)
{
if (StackEmpty(pStack) == Empty)
{
printf("栈为空，无法遍历\n");
return ;
}
printf("栈中元素[");
while (pStack.top != NULL)
{
printf("%d->", pStack.top->data);
pStack.top = pStack.top->next;
}
printf("]\n");
}

五、清空栈

/* Function: 清空栈 */
LinkStack DeletStack (LinkStack pStack)
{
StackNode *del;

while (pStack.top != NULL)
{
del = pStack.top->next; /* 栈顶节点的前一个节点 */
free(pStack.top); /* 释放节点 */
pStack.top = del; /* 栈顶指针移动到新栈顶 */
}

return pStack;
}

六、初始化栈顶、栈底指针和栈高度

/* Function: 初始化栈顶、栈底、栈高度*/
LinkStack InitStack (LinkStack pStack)
{
pStack.top = pStack.bottom = NULL;
pStack.height = 0;

return pStack;
}

链式栈实现完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define Empty 0 /* 栈空 */
#define Avail 1 /* 栈可用 */

int main()
{
LinkStack p;
char ch;

p.height = 0; /* 栈高度初始化为零 */
p = InitStack (p); /* 栈初始化 */
printf("Do you want to push stack(Y/N)?");
scanf(" %c", &ch);
while (ch == 'Y' || ch == 'y')
{
p = Push(p); /* 入栈 */
DisplyStack(p); /* 遍历栈 */
printf("Do you want to push stack(Y/N)?");
scanf(" %c", &ch);
}
printf("Do you want to pop stack(Y/N)?");
scanf(" %c", &ch);
while (ch == 'Y' || ch == 'y')
{
p = Pop(p); /* 出栈 */
DisplyStack(p); /* 遍历栈 */
printf("Do you want to pop stack(Y/N)?");
scanf(" %c", &ch);
}

return 0;
}
/* Function: 初始化栈顶、栈底、栈高度*/
LinkStack InitStack (LinkStack pStack)
{
pStack.top = pStack.bottom = NULL;
pStack.height = 0;

return pStack;
}

/* Function: 判断栈是否为空 */
int StackEmpty (LinkStack pStack)
{
if (pStack.top == NULL && pStack.bottom == NULL)
{
return Empty;
}
else
{
return Avail;
}
}

/* Function: 入栈 */
LinkStack Push (LinkStack pStack)
{
int data;
StackNode *temp;

return pStack;
}
}

/* Function: 出栈 */
LinkStack Pop (LinkStack pStack)
{
StackNode *Second;

return pStack;
}
printf("出栈元素为%d\n", pStack.top->data);
Second = pStack.top->next; /* 指向栈顶的前一个元素*/

free(pStack.top); /* 释放栈顶节点 */
pStack.top = Second;/* 将头指针移动到新的栈顶节点 */
pStack.height--;

return pStack;
}

/* Function: 清空栈 */
LinkStack DeletStack (LinkStack pStack)
{
StackNode *del;

while (pStack.top != NULL)
{
del = pStack.top->next; /* 栈顶节点的前一个节点 */
free(pStack.top); /* 释放节点 */
pStack.top = del; /* 栈顶指针移动到新栈顶 */
}

return pStack;
}

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标签： C语言栈链式栈

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