【数据结构】链栈的基本操作（C语言）

零零总总搜索了一些关于链栈的资料，了解了链栈的基本操作，一直觉得别人写的代码或多或少存在一些问题，所以打算自己写一篇关于链栈的文章，也算是对所学知识的梳理和巩固了。

首先说明本文使用C语言进行链栈的基本操作，链栈是无头结点的。这里补充说明一下，无头结点的意思是，链栈的头结点是存储数据的，有头结点的是头结点不存储数据的，不了解的小伙伴可以先去学习一下单链表的内容。

之所以在这里说明，是因为我看过不少文章写的链栈是带头结点，有的还分不清到底有没有头结点，导致我在学习的时候浪费了不少时间，废话不多说，以下进入正题。

链栈的基本操作包括以下几点：

a. 栈的初始化

b. 栈的判空

c. 入栈

d. 出栈

e. 读栈顶元素

f. 遍历栈

g. 销毁栈

定义一个结构体，用来构造链栈。

typedef struct StackNode{
    int data;//数据域，用来存放数据
    StackNode *next;//指针域，用来指向栈顶的下一个元素
}LinkStack;
LinkStack *LS;//定义一个LinkStack类型的指针

一、初始化栈

链栈初始化首先要构造一个空栈，先创建一个头结点，然后让该头结点的指针指向空，这里使用传参的方式初始化栈。

void StackInit(LinkStack* &S)//这里传入的参数是一个指针
{                            //要对传入的参数进行赋值操作，需要加一个取址符
    S = NULL;//直接让S指向空，不能在这里像下面注释的代码一样分配空间，否则无法完成判空操作
    /*S = (LinkStack *)malloc(sizeof(LinkStack *))；
    if(S == NULL)
    {
        printf("Malloc Error!!!\n");
        return false;
    }
    S->next = NULL;
    return true;*/
}

二、栈的判空

直接判断栈顶的地址是否为空

bool StackIsEmpty(LinkStack* S)
{
    if(S == NULL)
        return true;
    return false;
}

三、入栈

入栈需要判断是否为空，若为空栈，第一个入栈元素为栈顶，没有下一元素，指向下一个元素的指针为空。

bool Stack_Push(LinkStack* &S,int PushData)
{
    if(S == NULL)//若栈为空
    {    
        S = (LinkStack *)malloc(sizeof(LinkStack));
        if(S == NULL)
        {
            printf("Malloc Error!!!\n");
            return false;
        }
        S->data = PushData;//给头结点赋值
        S->next = NULL;//没有下一个元素，指向空
        return true;
    }
    //栈不为空
    LinkStack *NewNode = (LinkStack)malloc(sizeof(LinkStack));
    if(NewNode == NULL)
    {
        printf("Malloc Error!!!\n");
        return false;
    }
    NewNode->data = S->data;//用新节点存储当前栈顶元素，包括指针
    NewNode->next = S->next;//让NewNode成为当前栈顶
    S->next = NewNode;//S的下一个元素为NewNode,S成为新的栈顶（S仍为栈顶）
    S->data = PushData;//记录入栈元素
    return true;
}

四、出栈

出栈即为删除栈顶

bool Stack_Pop(LinkStack* &S,int &PopData)//PopData用于记录出栈元素
{
    if(S == NULL)//栈为空
    {
        printf("Stack Is Empty!!!\n");
        return false;
    }

    if(S->next == NULL)//最后一个元素
    {
        PopData = S->data;
        free(S);//释放空间
        S = NULL;//防止成为野指针
        return true;
    }
    
    PopData = S->data;//通过PopData获取出栈（栈顶）数据
    
    /*    此处为写错部分的代码
    LinkStack *TempNode = S->next;//出栈需要释放栈顶，需要定义一个临时变量
    
    S->next = TempNode->next;//栈顶元素出栈，下一个元素成为新的栈顶
    S->data = TempNode->data;
    */

    LinkStack *TempNode = S;//出栈需要释放栈顶，需要定义一个临时变量,存放旧栈顶的地址和指针域
    
    //此时TempNode为栈顶，其指向的下一个栈元素应为新的栈顶
    S = TempNode->next;//栈顶元素出栈，下一个元素成为新的栈顶
    S->data = TempNode->next->data;

    free(TempNode);//释放旧栈顶空间
    TempNode = NULL;//防止成为野指针

    return true;
}

五、读取栈顶元素

读取栈顶元素不同于出栈，只需要读取栈顶元素，不需要释放栈顶空间

bool Stack_Read(LinkStack* S,int &PopData)//PopData用于记录出栈元素
{
    if(S == NULL)//栈为空，没有元素可读，返回false
    {
        printf("Stack Is Empty!!!\n");
        return false;
    }
    PopData = S->data;
    return;
}

六、遍历栈

这里直接打印栈的所有元素，从栈顶到栈底

//遍历栈
void Stack_Traverse(LinkStack* S)
{
    if(S == NULL)//栈为空
    {
        printf("Stack Is Empty!!!\n");
        return;
    }
    if(S->next == NULL)//只有一个元素
    {
        printf("StackTop to StackBottom: %d\n",S->data);
        return;
    }
    LinkStack *p,*q;
    p = S;//p为q是上一个元素
    q = p->next;//q为p的下一个元素
    printf("StackTop to StackBottom: ");
    while(q->next != NULL)
    {
        printf("%d ",p->data);
        p = p->next;
        q = p->next;
    }
    printf("%d %d\n",p->data,q->data);
}

七、销毁栈

void Stack_Destroy(LinkStack* &S)
{
    LinkStack *p = NULL;
    while(S != NULL)
    {
        P = S;
        S = S->next;
        free(p);
    }
    p = NULL;
    S = NULL;
}

需要注意的是，在释放栈空间之后，需要将相应的指针指向空，否则将会成为野指针，并且书写也不规范。学习数据结构的过程中我查阅了许多资料，发现许多博客的代码存在这样的问题，这让有那么一点强迫症的我看的很不舒服，所以就打算自己写。

本文是我第一次写、第一次发表的文章，内容很少，也很简洁，代码完全是在网页敲出来，就看着伪代码敲，有什么不对的请给位看官批评指正，谢谢！