鏈棧,即棧的鏈式存儲結構,鏈棧通常使用不帶頭結點的單鏈表來表示,因此其結點的結構和單鏈表的結點結構相同。
在一個鏈棧中,棧底就是鏈表的最後一個結點,而棧頂總是鏈表的第一個結點。因此,新入棧的元素即為鏈表中采用頭插法新加入的結點,一個鏈棧可以由棧頂指針唯一確定,當top為NULL時,則表示該棧是一個空的鏈棧。
鏈棧結點的類型描述:
typedef int ElemType; typedef struct node{ ElemType data; struct node *next; }LinkNode,*LinkStack;
1. 初始化鏈棧Init_LinkStack()
鏈棧的初始化操作就是創建一個不帶頭結點的空的單鏈表,如下:
//初始化鏈棧 LinkStack Init_LinkStack(){ LinkStack S; S = NULL; return S; }
2. 判斷鏈棧空IsEmpty_LinkStack(LinkStack top)
根據定義,當棧頂指針top為NULL時,表示該結點為一個空棧,返回1,否則,則返回0 。
//判斷鏈棧空 int IsEmpty_LinkStack(LinkStack top){ if(top == NULL) return 1; else return 0; }
3. 入鏈棧Push_SqStack(SqStack* S,ElemType x)
入棧,即向棧中插入一個元素作為新的棧頂元素,首先要動態申請一個結點作為新元素的存儲空間,然後將新數據元素寫入申請的存儲空間中,並將棧頂指針top的值寫入新結點中的指針域,最後將棧頂指針指向新插入的結點,代碼如下:
//入棧操作 void Push_SqStack(SqStack* S,ElemType x){ //棧滿,則退出 if(isFull_SqStack(S)){ printf("棧滿!\n"); exit(0); } else{ S->data[++(S->top)] = x; } }
4. 出鏈棧Pop_SqStack(SqStack* S,ElemType* x)
出棧,即從棧中輸出一個元素,並將其刪除,具體過程為:當棧頂元素出棧時,先判斷棧頂指針是否為空,如果空,則輸出提示信息並退出,否則,取出棧頂元素的值返回,然後,將棧頂指針向後移動,並且釋放掉被刪除棧頂元素的存儲空間。
//出棧 void Pop_SqStack(SqStack* S,ElemType* x){ //如果棧空,則輸出提示信息,並退出 if(isEmpty_SqStack(S)){ printf("棧空!\n"); exit(0); } else *x = S->data[S->top--]; }
5. 讀取鏈棧頂元素Top_SqStack(SqStack* S,ElemType* x)
讀取鏈棧頂元素與出棧不同,二者的區別在於:讀取棧頂元素時,棧頂指針不發生變化,僅取得棧頂元素的值;而出棧則還要將棧頂元素刪除,在此時棧頂指針也要發生變化;但二者都要判斷棧是否為空。
//讀取棧頂元素 void Top_SqStack(SqStack* S,ElemType* x){ if(isEmpty_SqStack(S)){ printf("棧空!\n"); exit(0); } else *x = S->data[S->top]; }
6. 輸出棧中所有的元素Print_SqStack(SqStack* S)
從棧頂開始遍歷整個鏈棧,輸出所有的元素,同樣,需要判斷鏈棧是否為空。
//輸出整個棧 void Print_SqStack(SqStack* S){ if(isEmpty_SqStack(S)){ printf("棧空!\n"); exit(0); } int length = S->top; while(length > -1) printf("%d\t",S->data[length--]); printf("\n"); }
以上只是鏈棧最基本的操作,當然了,在實際應用中,往往不僅涉及入棧和出棧等操作,而且還需要對非棧頂的元素進行訪問。
1. 順序棧易於根據棧頂指針的位置進行相對位移,快速定位並讀取棧的內部元素,因此,順序棧比鏈棧應用更廣泛。
2. 順序棧讀取內部元素的時間復雜度為O(1),鏈棧讀取內部元素的時間復雜度為O(n),其中,n為鏈棧的長度。