C语言链式存储结构栈的出栈和入栈_栈的链式存储结构,入栈和出栈

1.栈的链式存储结构

栈的链式存储结构就是使用链表存储栈中数据元素，此时的栈称为链栈。通常采用带头结点的单链表存储栈。栈的操作权限在栈顶进行，可将头节点指针指向栈顶节点，如用top指针指向头结点，称为top结点。

                                                                                  图1.1 栈的逻辑结构

                                           

                                                                                  图1.2 栈的链式存储结构

2.栈的链式结构定义（C语言）

struct node
{
DataType data;              //链式结点数据域类型及名称；
struct node *next;           //指针域类型及名称，指向次顶结点
} 
tpedef struct node StackNode;  
StackNode *top;

top结点的指针指向栈顶元素，栈顶元素用top->next来引用，当top->next==NULL时表示为空。栈不为空时，top->next->data表示栈顶元素的值。链栈不会出现栈满的情况，只要有可用空间就可以申请元素来放新元素。故不需要事先估计栈的最大容量。

3.链栈的初始化

初始化如图，及建立一个空的链栈，只有top结点，其指针域为空。top结点需要申请才可以得到，代码如下：

StackNode * InitStack()
{
NODE * top;
top=(StackNode *)malloc(sizeof(StackNode));      //为top结点申请空间
top->next=NUL;                              //top的指针域为空
return(top)
}

4.进栈

已知一个数据元素x以及链栈top，要求完成x进栈要求，如图所示

StackNode * Push(StackNode * top,DataType x)
{
StackNode *p;
p=(StackNode *)malloc (sizeof(StackNode));   //申请新结点p
p->data=x;                                  //x存储到p结点中
p->next=top->next;                           //p指向栈顶结点
top->next=p;                              //top结点指向p，p成为新的栈顶元素
return(p);
}

分析：假设栈中数据元素类型为整形，虚线代表p进栈后的指针指向。top的指针域指向栈顶元素，每个结点存放一个数据元素。x进栈需要先为x申请一个结点空间p并赋值为x，再将p插入到top结点之后，类似单链表中的插入结点到表头。x所在节点p插入到top结点之后，成为了新的栈顶结点。

5.出栈

出栈及删除栈顶结点。只要栈是非空的，删除top结点所指向的元素，操作类似于单链表中删除指定节点的后继。操作思路如图

StackNode *Pop(StackNode *top){
StackNode *p;
if(top->next==NULL){         //判断栈是否为空
printf("栈为空，无法出栈")；
return(top)}
else{
p=top->next;                //p指向栈顶，待删除
top->next=p->next;         //top结点指针域跳过p，指向p的后继
free(p);                  //释放p占用的空间
return(top);
}

算法中先判断栈是否为空，空栈无法出栈，在栈不空的情况下，删除top指针域所指向的结点并释放空间，即栈顶节点。

链栈的操作实际上还是单链表的操作，只是在操作中需要注意栈的操作要点即可。链栈解决了顺序栈的不足之处（“上溢”）。在实际中，通常是根据情况考虑选用顺序栈还是链栈。例如：当栈中元素最大个数可确定，且变化不大时，可选用顺序栈；当栈中元素个数不可估计，或者长度变化较大时，可选用链栈。