C语言链栈及基本操作（包含入栈和出栈）保姆级详解

Posted 2022-06-20 C语言编程俱乐部

链栈，即用链表实现栈存储结构。

链栈的实现思路同顺序栈类似，顺序栈是将数顺序表（数组）的一端作为栈底，另一端为栈顶；链栈也如此，通常我们将链表的头部作为栈顶，尾部作为栈底，如下图所示：

将链表头部作为栈顶的一端，可以避免在实现数据 "入栈" 和 "出栈" 操作时做大量遍历链表的耗时操作。

链表的头部作为栈顶，意味着：

    ● 在实现数据"入栈"操作时，需要将数据从链表的头部插入；

    ● 在实现数据"出栈"操作时，需要删除链表头部的首元节点；

因此，链栈实际上就是一个只能采用头插法插入或删除数据的链表。

链栈元素入栈

例如，将元素 1、2、3、4 依次入栈，等价于将各元素采用头插法依次添加到链表中，每个数据元素的添加过程如下图所示：

C语言实现代码为：

//链表中的节点结构

typedef struct lineStack

    int data;

    struct lineStack * next;

    lineStack;

    //stack为当前的链栈，a表示入栈元素

    lineStack* push(lineStack * stack,int a)

    //创建存储新元素的节点

    lineStack * line=(lineStack*)malloc(sizeof(lineStack));

    line->data=a;

    //新节点与头节点建立逻辑关系

    line->next=stack;

    //更新头指针的指向

    stack=line;

    return stack;

链栈元素出栈

例如上图所示的链栈中，若要将元素 3 出栈，根据"先进后出"的原则，要先将元素 4 出栈，也就是从链表中摘除，然后元素 3 才能出栈，整个操作过程如下图所示：

则实现栈顶元素出链栈的 C 语言实现代码为：

//栈顶元素出链栈的实现函数

lineStack * pop(lineStack * stack)

    if (stack) 

        //声明一个新指针指向栈顶节点

        lineStack * p=stack;

        //更新头指针

        stack=stack->next;

        printf("出栈元素：%d ",p->data);

        if (stack) 

            printf("新栈顶元素：%d\\n",stack->data);

        else

            printf("栈已空\\n");

        

        free(p);

    else

        printf("栈内没有元素");

        return stack;

    

    return stack;

代码中通过使用 if 判断语句，避免了用户执行"栈已空却还要数据出栈"错误操作。

总结

本节，通过采用头插法操作数据的单链表实现了链栈结构；

这里给出链栈及基本操作的C语言完整代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

typedef struct lineStack

    int data;

    struct lineStack * next;

    lineStack;

    lineStack* push(lineStack * stack,int a)

    lineStack * line=(lineStack*)malloc(sizeof(lineStack));

    line->data=a;

    line->next=stack;

    stack=line;

    return stack;



lineStack * pop(lineStack * stack)

    if (stack) 

        lineStack * p=stack;

        stack=stack->next;

        printf("弹栈元素：%d ",p->data);

        if (stack) 

            printf("栈顶元素：%d\\n",stack->data);

        else

            printf("栈已空\\n");

        

        free(p);

    else

        printf("栈内没有元素");

        return stack;

    

    return stack;



int main() 

    lineStack * stack=NULL;

    stack=push(stack, 1);

    stack=push(stack, 2);

    stack=push(stack, 3);

    stack=push(stack, 4);

    stack=pop(stack);

    stack=pop(stack);

    stack=pop(stack);

    stack=pop(stack);

    stack=pop(stack);

    return 0;

程序运行结果为：

弹栈元素：4 栈顶元素：3

弹栈元素：3 栈顶元素：2

弹栈元素：2 栈顶元素：1

弹栈元素：1 栈已空

栈内没有元素

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