C語言實現鏈棧以及基本操作

鏈棧，即用鏈表實現棧存儲結構。鏈棧的實現思路同順序棧類似，順序棧是將數順序表（數組）的一端作為棧底，另一端為棧頂；鏈棧也如此，通常我們將鏈表的頭部作為棧頂，尾部作為棧底，如下下圖所示：

將鏈表頭部作為棧頂的一端，可以避免在實現數據 “入棧” 和 “出棧” 操作時做大量遍歷鏈表的耗時操作。

鏈表的頭部作為棧頂，意味着：

• 在實現數據"入棧"操作時，需要將數據從鏈表的頭部插入；
• 在實現數據"出棧"操作時，需要刪除鏈表頭部的首元節點；

因此，鏈棧實際上就是一個只能采用頭插法插入或刪除數據的鏈表。

鏈棧元素入棧

例如，將元素 1、2、3、4 依次入棧，等價於將各元素采用頭插法依次添加到鏈表中，每個數據元素的添加過程如下圖所示：

C語言實現代碼為：

//鏈表中的節點結構
typedef struct lineStack{
    int data;
    struct lineStack * next;
}lineStack;
//stack為當前的鏈棧，a表示入棧元素
lineStack* push(lineStack * stack,int a){
    //創建存儲新元素的節點
    lineStack * line=(lineStack*)malloc(sizeof(lineStack));
    line->data=a;
    //新節點與頭節點建立邏輯關系
    line->next=stack;
    //更新頭指針的指向
    stack=line;
    return stack;
}

鏈棧元素出棧

例如，上圖所示的鏈棧中，若要將元素 3 出棧，根據"先進后出"的原則，要先將元素 4 出棧，也就是從鏈表中摘除，然后元素 3 才能出棧，整個操作過程如下圖所示：

因此，實現棧頂元素出鏈棧的 C 語言實現代碼為：

//棧頂元素出鏈棧的實現函數
lineStack * pop(lineStack * stack){
    if (stack) {
        //聲明一個新指針指向棧頂節點
        lineStack * p=stack;
        //更新頭指針
        stack=stack->next;
        printf("出棧元素：%d ",p->data);
        if (stack) {
            printf("新棧頂元素：%d\n",stack->data);
        }else{
            printf("棧已空\n");
        }
        free(p);
    }else{
        printf("棧內沒有元素");
        return stack;
    }
    return stack;
}

代碼中通過使用 if 判斷語句，避免了用戶執行"棧已空卻還要數據出棧"錯誤操作。

總結

#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("彈棧元素：%d ",p->data);
        if (stack) {
            printf("棧頂元素：%d\n",stack->data);
        }else{
            printf("棧已空\n");
        }
        free(p);
    }else{
        printf("棧內沒有元素");
        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;
}

程序運行結果為：

彈棧元素：4 棧頂元素：3
彈棧元素：3 棧頂元素：2
彈棧元素：2 棧頂元素：1
彈棧元素：1 棧已空
棧內沒有元素

以上就是本次分享給大家的利用C語言實現鏈棧，二月的第一篇博文，希望得到大家的支持鴨！另外如果大家想要了解其他的C語言實現數據結構的算法，歡迎來我的個人博客,我們一起討論，如果有什么寫的不好的，還有更好的算法，歡迎在下方評論區留言！我們一起共同進步！