【数据结构】三、栈和队列：3.链栈（链栈栈的初始化，判空，进栈，出栈，读取栈顶，链栈实例）

文章目录

- 3.链栈
- - 3.1初始化
  - 3.2判空
  - 3.3获取栈长度
  - 3.4入栈
  - 3.5出栈
  - 3.6销毁链栈
  - 3.7读取栈顶
  - 3.8遍历输出
  - ❗3.9链栈c++实例

3.链栈

链栈是运算受限的单链表，只能在链表头部进行操作的单链表。

链表的头指针就是栈顶，链头为栈顶，链尾为栈底。
栈的链式存储不需要附设头节点。
基本不存在栈满的情况，不需要判断栈满，但要判空。
空栈相当于头指针指向空。
插入（入栈）和删除（出栈）仅在栈顶处执行。
因为是动态分配空间，所以需要释放。

#define MaxSize 100     //链栈的最大长度
typedef int SElemType;  //链栈的数据元素类型假设为int整型//创建链栈结构
typedef struct StackNode 
{SElemType data;   				//结点数据域struct StackNode* next;			//结点指针域
}StackNode, *LinkStack;				//struct StackNode的结点形式、链栈形式别名LinkStack stack;   //创建栈顶指针指向链栈的头结点

*StackNode，LinkStack的区别：

LinkStack temp1 = new StackNode;

这里 LinkStack 是一个指针类型别名，实际上是 StackNode* 的别名。
所以 temp1 是一个指针变量，指向 StackNode 类型的结点。

StackNode* temp2 = new StackNode;

这里直接声明了一个 StackNode* 类型的指针变量 temp2，指向 StackNode 类型的结点。

这两种声明方式是等价的。两者都创建了一个动态分配的 StackNode 类型的结点，并将它的地址赋给相应的指针变量。两者都可以通过 temp1->data 或 temp2->data 来访问结点的数据成员，以及 temp1->next 或 temp2->next 来访问结点的下一个结点的指针成员。

因此，在功能上，temp1 和 temp2 没有区别。不同的只是它们的声明方式，temp1 是通过别名 LinkStack 来声明的指针变量，而 temp2 是直接以 StackNode* 类型来声明的指针变量。

3.1初始化

//链栈的初始化
bool InitStack(LinkStack& stack){//构造一个空栈、栈顶指针置为空stack = NULL;return true; 
}

3.2判空

//判断链栈是否为空
bool StackEmpty(LinkStack& stack){if (stack == NULL){return true;}return false;
}

3.3获取栈长度

/*** @brief 获取栈顶长度。* 因为链表的最后一个节点的next指针是nullptr（或者说是NULL），代表链表的终止，* 所以可以将链表的遍历条件设置为当前节点指针不等于nullptr，这样在遍历过程中，* 当指针指向最后一个节点时，其next指针就会指向nullptr，循环条件就不再成立，* 遍历结束，可以避免继续遍历下一个不合法的节点。* @param stack * @return int */
int StackLength(LinkStack& stack){int length = 0;StackNode* temp = stack;//创建临时指针temp与stack指向同一位置while (temp != nullptr){length++;  						//链栈长度即为栈中元素个数，循环一次，长度++temp = temp->next; 		//temp指针下移一位}return length; 					//返回链栈长度
}

3.4入栈

链栈的入栈相当于单链表的前插法。

//入栈（前插法）
bool PushStack(LinkStack& stack, SElemType value){   //不用判栈满StackNode* temp = new StackNode; 		//生成新结点temptemp->data = value; 		//将新节点数据域置为valuetemp->next = stack; 		//将新结点插入栈顶stack = temp; 					//更新栈顶指针return true;
}

3.5出栈

//出栈：首先判空
bool PopStack(LinkStack& stack, SElemType &value){if (StackEmpty(stack)){return false; }value = stack->data;  		//将栈顶数据域元素赋值给valueStackNode* temp = stack;	//创建一个temp指针，并将其指向 stack 指针所指向的内存地址，以便找到出栈位置并释放。stack = stack->next; 			//令栈顶指针指向下一位结点，即更新栈顶指针delete temp;   						//释放temp所指向的空间，即出栈元素所占的内存空间，temp本身会在函数结束后自动销毁。return true;
}

3.6销毁链栈

//销毁链栈，释放内存
void DestroyStack(LinkStack& stack){StackNode* temp = new StackNode;	//创建一个指针while (stack != nullptr){temp = stack;				//使该临时指针与stack指向同一位置stack = temp->next;	//更新栈顶指针delete temp;				//释放临时指针}stack = nullptr;
}

3.7读取栈顶

//读取栈顶：取栈顶元素
bool GetTop(LinkStack& stack, SElemType &value){if (!StackEmpty(stack)){  	//若栈不为空value = stack->data;  		//返回栈顶元素return true;}cout<<"栈为空"<<endl;return false; 
}

3.8遍历输出

//遍历输出栈元素
bool StackPrint(LinkStack& stack){if (stack != nullptr){StackNode* temp = stack;	//创建一个指针与stack指向同一位置cout<<"出栈顺序：";while (temp != nullptr){cout << temp->data <<" ";temp = temp->next;  		//temp向下移动一位}return true;}cout<<"栈为空！"<<endl;return false;
}

❗3.9链栈c++实例

#include<iostream>
using namespace std;#define MaxSize 100     //链栈的最大长度
typedef int SElemType;  //链栈的数据元素类型假设为int整型//创建链栈结构typedef struct StackNode 
{SElemType data;   				//结点数据域struct StackNode* next;			//结点指针域
}StackNode, *LinkStack;				//struct StackNode的结点形式、链栈形式别名bool InitStack(LinkStack& stack);						//初始化链栈
bool StackEmpty(LinkStack& stack);					//链栈判空
int StackLength(LinkStack& stack);					//计算链栈长度元素个数
bool PushStack(LinkStack& stack, SElemType value);	//入栈
bool PopStack(LinkStack& stack, SElemType& value);	//出栈
bool GetTop(LinkStack& stack, SElemType& value);		//获取栈顶元素
bool StackPrint(LinkStack& stack);					//遍历元素
void DestroyStack(LinkStack& stack);				//销毁链栈，释放内存int main()
{//创建链栈LinkStack stack;SElemType value=1;InitStack(stack);cout << "检查栈是否为空？" << (StackEmpty(stack) ? "\t是" : "\t否") << endl;int number = 0;	//插入元素个数cout << "请输入需要插入的元素个数：";cin >> number;while ((number--) > 0) {PushStack(stack, value);//插入所输入元素value++;}cout << "当前栈的元素个数：" << StackLength(stack) << endl;GetTop(stack, value);cout << "栈顶元素：" << value << endl;StackPrint(stack);//遍历打印栈顶元素cout << endl;PopStack(stack, value);cout << "出栈一次,栈顶元素为：" << value << endl;StackPrint(stack);DestroyStack(stack);cout << endl << "栈已被销毁释放" << endl;cout << "销毁栈后遍历栈结果：" << " ";StackPrint(stack);system("pause");return 0;
}//链栈的初始化
bool InitStack(LinkStack& stack){//构造一个空栈、栈顶指针置为空stack = NULL;return true; 
}//判断链栈是否为空
bool StackEmpty(LinkStack& stack){if (stack == NULL){return true;}return false;
}/*** @brief 获取栈顶长度。* 因为链表的最后一个节点的next指针是nullptr（或者说是NULL），代表链表的终止，* 所以可以将链表的遍历条件设置为当前节点指针不等于nullptr，这样在遍历过程中，* 当指针指向最后一个节点时，其next指针就会指向nullptr，循环条件就不再成立，* 遍历结束，可以避免继续遍历下一个不合法的节点。* @param stack * @return int */
int StackLength(LinkStack& stack){int length = 0;StackNode* temp = stack;//创建临时指针temp与stack指向同一位置while (temp != nullptr){length++;  						//链栈长度即为栈中元素个数，循环一次，长度++temp = temp->next; 		//temp指针下移一位}return length; 					//返回链栈长度
}//入栈（前插法）
bool PushStack(LinkStack& stack, SElemType value){   //不用判栈满StackNode* temp = new StackNode; 		//生成新结点temptemp->data = value; 		//将新节点数据域置为valuetemp->next = stack; 		//将新结点插入栈顶stack = temp; 					//更新栈顶指针return true;
}//出栈：首先判空
bool PopStack(LinkStack& stack, SElemType &value){if (StackEmpty(stack)){return false; }value = stack->data;  		//将栈顶数据域元素赋值给valueStackNode* temp = stack;	//创建一个temp指针，并将其指向 stack 指针所指向的内存地址，以便找到出栈位置并释放。stack = stack->next; 			//令栈顶指针指向下一位结点，即更新栈顶指针delete temp;   						//释放temp所指向的空间，即出栈元素所占的内存空间，temp本身会在函数结束后自动销毁。return true;
}//取栈顶元素
bool GetTop(LinkStack& stack, SElemType &value){if (!StackEmpty(stack)){  	//若栈不为空value = stack->data;  		//返回栈顶元素return true;}cout<<"栈为空"<<endl;return false; 
}//遍历输出栈元素
bool StackPrint(LinkStack& stack){if (stack != nullptr){StackNode* temp = stack;	//创建一个指针与stack指向同一位置cout<<"出栈顺序：";while (temp != nullptr){cout << temp->data <<" ";temp = temp->next;  		//temp向下移动一位}return true;}cout<<"栈为空！"<<endl;return false;
}//销毁链栈，释放内存
void DestroyStack(LinkStack& stack){StackNode* temp = new StackNode;	//创建一个指针while (stack != nullptr){temp = stack;				//使该临时指针与stack指向同一位置stack = temp->next;	//更新栈顶指针delete temp;				//释放临时指针}stack = nullptr;
}

检查栈是否为空？是
请输入需要插入的元素个数：5
1
2
3
4
5
当前栈的元素个数：5
栈顶元素：5
出栈顺序：5 4 3 2 1
出栈一次,栈顶元素为：5
出栈顺序：4 3 2 1
栈已被销毁释放
销毁栈后打印输出结果：栈为空！
销毁栈后遍历栈结果：栈为空！
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