栈（链式栈）----C语言

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之前的一篇关于单向链表的随笔，链表（单向链表的建立、删除、插入、打印），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

 typedef struct SNode
 {
     int data;
     struct SNode *next;
 }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

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

三、函数声明

 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*/

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 = ;

     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 */

 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*/

 int main()
 {
     LinkStack p;
     char ch;

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

     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;

     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;
     }
 }

 /* 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;
 }

 /* 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");
 }

 /* 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;
 }