一、前言
栈是后进先出的特殊线性表,主流分为顺序栈和链式栈。这一篇讲述的是链式栈。
顺序表尾部增删无需移动元素,时间复杂度是O(1),因此顺序栈以数组尾部作为栈顶,依靠尾插、尾删完成入栈、出栈。
反观单链表,访问尾部需要遍历整条链表,效率低下;而链表头部插入、删除仅修改头指针,时间复杂度同样为O(1)。基于该特性,链式栈将链表头部作为栈顶,通过头插实现Push入栈,头删实现Pop出栈,全部基础操作均为常数时间复杂度。
二、代码实现
typedef int ELEMTYPE; //链式栈的有效定义节点 typedef struct LSNode { ELEMTYPE data;//数据域:存放栈中存储的元素 struct LSNode* next;//指针域:指向栈中下一个节点 }LSNode; //链式栈的辅助节点,直接借用有效节点的结构体设计,不再单独设计 //1.初始化 void Init_LinkStack(LSNode* pls); //2.入栈 bool Push(LSNode* pls, ELEMTYPE val); //3.出栈 bool Pop(LSNode* pls); //4.获取栈顶元素值 ELEMTYPE Top(LSNode* pls); //5.判空 bool Empty(LSNode* pls); //6.打印 void Show(LSNode* pls); //7.销毁 void Destroy(LSNode* pls);函数:
(1)初始化
void Init_LinkStack(LSNode* pls) { assert(pls!=NULL); pls->next=NULL;//栈为空 }LSNode;(2)入栈(相当于单链表头删)
bool Push(LSNode* pls, ELEMTYPE val) { //0 assert(pls != NULL); //1.购买新节点 LSNode* pnewnode = (LSNode*)malloc(1 * sizeof(LSNode)); if (NULL == pnewnode) exit(EXIT_FAILURE); pnewnode->data = val; pnewnode->next = NULL; //2.找到合适的插入位置(找到插在哪个节点的后面),头插比较特殊,肯定是插入辅助节点后面 LSNode* p = pls; //3.进行插入(修改两个指针域) pnewnode->next = p->next; p->next = pnewnode; return true; }(3)出栈(相当于单链表头删)
bool Pop(LSNode* pls) { //0 assert(pls != NULL); //1.判空 if (IsEmpty(pls)) return false; //2.找到待删除节点用指针q指向(头删比较特殊,q指向第一个节点) LSNode* q = pls->next; //3.再找到待删除节点的上家,用指针p指向 LSNode* p = pls; //4.pq就位,跨越指向+释放 p->next = q->next; free(q); q = NULL; return true; }(4)获取栈顶元素
ELEMTYPE Top(LSNode* pls) { assert(pls != NULL); if (IsEmpty(pls)) return false; return pls->next->data; }(5)判空
bool IsEmpty(LSNode* pls) { //0 assert(pls != NULL); return pls->next == NULL; }(6)打印
bool IsEmpty(LSNode* pls) { //0 assert(pls != NULL); return pls->next == NULL; }(7)销毁
void Destroy(LSNode* pls) { //1. while (!IsEmpty(pls)) { Pop(pls); } // /*LSNode* p = pls; LSNode* q = pls->next; p->next = q->next; free(q); q = NULL;*/ }main
int main() { LSNode head; Init_LinkStack(&head); Push(&head, 12); Push(&head, 23); Push(&head, 34); Show(&head); Pop(&head); Show(&head); printf("TOP=%d\n", Top(&head)); Show(&head); return 0; }