文章转自编程珠玑，作者：守望先生

前言

栈是一种应用广泛的数据结构，例如函数的调用就需要使用栈，其实我们在介绍《

栈的操作

栈的常见操作有出栈(POP)，从栈中弹出一个元素；入栈(PUSH)，将一个元素压入栈中，访问栈顶元素(TOP)，判断栈是否为空等。

栈的实现

栈是较容易实现的抽象数据结构之一。我们可以选择数组或者链表来实现，它们各有特点，前者容量有限且固定，但操作简单，而后者容量理论上不受限，但是操作并不如数组方便，每次入栈要进行内存申请，出栈要释放内存，稍有不慎便造成内存泄露。本文对两种实现都做介绍。

数组实现栈

用数组实现栈是比较容易的。这个时候的栈其实更像是访问受限的数组，数组可以通过下标访问，查找，插入等，但是栈只能从栈顶，或者说数组的末尾进行操作。我们只需要一个指针记录栈顶即可。有人可能问了，既然这里栈是访问受限的数组，为什么不直接使用数组呢？所谓能力越大，责任越大，而你暴露的越多，风险也越大就是如此。

我们来看一下数组实现栈的时候，栈的操作都是怎么实现的呢？

定义栈

用数组实现栈时是很容易定义的，只要定一个固定长度的数组即可，然后使用一个指针或者数组下标标记栈顶（topOfStack），栈为空时，它是-1：

#define STACK_SIZE 64 /*栈大小*/
#define TOP_OF_STACK -1 /*栈顶位置*/
typedef int ElementType /*栈元素类型*/
typedef struct StackInfo
{int topOfStack; /*记录栈顶位置*/ElementType stack[STACK_SIZE]; /*栈数组，也可以使用动态数组实现*/
}StackInfo_st;/*创建栈*/
StackInfo_st stack;
stack.topOfStack = TOP_OF_STACK;

入栈

入栈操作也很简单，只需要先将topOfStack加1，然后将元素放入数组即可。当然特别要注意检查此时栈是否已满。

将1入栈，此时topOfStack = 0，

代码实现：

#define SUCCESS 0
#define FAILURE -1
/*入栈，0表示成功，非0表示出错*/
int stack_push(StackInfo_st *s, ElementType value)
{if(stack_is_full(s))return FAILURE;/*先增加topOfStack，再赋值*/s->topOfStack++;s->stack[s->topOfStack] = value;return SUCCESS;
}

出栈或访问栈顶元素

与入栈相反，先访问元素，然后将topOfStack减1，但是此时要注意检查栈是否已空。访问栈顶元素可直接使用下标访问，而不用将topOfStack减1。

/*出栈*/
int stack_pop(StackInfo_st *s,ElementType *value)
{/*首先判断栈是否为空*/if(stack_is_empty(s))return FAILURE;*value = s->stack[s->topOfStack];s->topOfStack--;return SUCCESS;
}
/*访问栈顶元素*/
int stack_top(StackInfo_st *s,ElementType *value);
{/*首先判断栈是否为空*/if(stack_is_empty(s))return FAILURE;*value = s->stack[s->topOfStack];return SUCCESS;
}

判断栈是否满

只要判断topOfStack与数组大小-1的大小即可。

/*判断栈是否已满，满返回1，未满返回0*/
int stack_is_full(StackInfo_st *s)
{return s->topOfStack == STACK_SIZE - 1;
}

判断栈是否为空

只需要判断topOfStack是否小于等于-1即可。

/*判断栈是否为空，空返回1，非空返回0*/
int stack_is_empty(StackInfo_st *s)
{return s->topOfStack ==  - 1;
}

完整可运行代码

代码较长，可点击阅读原文查看或访问：

链表实现栈

与数组实现栈不一样的地方是，链式栈可以动态扩容，基本没有长度限制（受限于内存）。另外，它在入栈以及出栈的时候需要申请或者释放内存。

创建栈

创建栈很容易，只需要声明一个头指针即可，它的next指针指向栈顶，初始时为空：

/*定义栈结构*/
typedef struct StackInfo
{ElementType value; /*记录栈顶位置*/struct StackInfo *next; /*指向栈的下一个元素*/
}StackInfo_st;/*创建栈，外部释放内存*/
StackInfo_st *createStack(void)
{StackInfo_st *stack = malloc(sizeof(StackInfo_st));if(NULL == stack){printf("malloc failed\n");return NULL;} /*stack-next为栈顶指针*/stack->next = NULL;return stack;
}

入栈

入栈只需要为新的元素申请内存空间，并将栈顶指针指向新的节点即可。

/*入栈，0表示成功，非0表示出错*/
int stack_push(StackInfo_st *s,ElementType value)
{StackInfo_st *temp = malloc(sizeof(StackInfo_st));if(NULL == temp){printf("malloc failed\n");return FAILURE;}/*将新的节点添加s->next前，使得s->next永远指向栈顶*/temp->value = value;temp->next = s->next;s->next = temp;return SUCCESS;
}

出栈或访问栈顶元素

出栈时，将栈顶指针指向下下个节点，返回元素值，并释放栈顶指针下个节点的内存。而访问栈顶元素只需要返回栈顶指针指向节点的元素值即可。

/*出栈*/
int stack_pop(StackInfo_st *s,ElementType *value)
{/*首先判断栈是否为空*/if(stack_is_empty(s))return FAILURE;/*找出栈顶元素*/*value = s->next->value;StackInfo_st *temp = s->next;s->next = s->next->next;/*释放栈顶节点内存*/free(temp);temp = NULL;return SUCCESS;
}
/*访问栈顶元素*/
int stack_top(StackInfo_st *s,ElementType *value)
{/*首先判断栈是否为空*/if(stack_is_empty(s))return FAILURE;*value = s->next->value;return SUCCESS;
}

判断栈是否为空

判断栈空也很简单，只需要判断栈顶指针是否为空即可。

/*判断栈是否为空，空返回1，未空返回0*/
int stack_is_empty(StackInfo_st *s)
{/*栈顶指针为空，则栈为空*/return s->next == NULL;
}

完整可运行代码

代码较长，可点击阅读原文查看或访问：

总结

本文介绍了栈的基本操作以及栈的基本实现。后面将会介绍一些栈的具体应用。