链栈与链队列

链栈

链栈的定义

• 栈的链式存储结构

链栈：即用链表实现栈存储结构
栈顶：允许插入和删除的一端（top）
栈底：不同于栈顶的另外一端（bottom）
空栈：不含任何元素的栈

链栈实际上就是一个只能采用头插法插入或删除数据的链表

//链栈表示 
struct link{
 int data;
 struct link *next;
};
//链栈初始化
void initstack(struct link *top){
 top=(struct link *)malloc(sizeof(struct link));
 top->next =NULL;
} 

1.入栈

入栈关键三步：

• 给待插入结点p的数据域赋值
• 将结点p指向当前top指向的结点
• 将top指针移动到p结点之上

//入栈
int push(struct link *top,int x){
 struct link *p;
 p=(struct link *)malloc(sizeof(struct link));
 if(!p)
  return ERROR;
 p->data=x;
 p->next=top->next;
 top->next =p;
 return OK;
} 

2.出栈

出栈关键两步：

• 将top指针指向的下一结点地址赋给p，p为待删除结点的地址
• 将top指针下移

//出栈
int pop(struct link *top,int *x){
 struct link *p;
 p=top->next ;
 if(p==NULL){
  printf("栈为空\n");
  return OVERFLOW;
 }
 top->next =p->next ;
 *x=p->data ;
 free(p);
 return OK;
} 

3.整体代码和实现情况

#include
#include
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2 
//链栈表示 
struct link{
 int data;
 struct link *next;
};
//链栈初始化
void initstack(struct link *top){
 top=(struct link *)malloc(sizeof(struct link));
 top->next =NULL;
} 
//入栈
int push(struct link *top,int x){
 struct link *p;
 p=(struct link *)malloc(sizeof(struct link));
 if(!p)
  return ERROR;
 p->data=x;
 p->next=top->next;
 top->next =p;
 return OK;
} 
//出栈
int pop(struct link *top,int *x){
 struct link *p;
 p=top->next ;
 if(p==NULL){
  printf("栈为空\n");
  return OVERFLOW;
 }
 top->next =p->next ;
 *x=p->data ;
 free(p);
 return OK;
} 
int main(){
 struct link top;
 initstack(&top);
 int a;
 int i,j;
 for(i=5;i>0;i--){
  push(&top,i);
  printf("入栈元素为：%d\n",i);
 }
 for(j=5;j>0;j--){
  pop(&top,&a);
  printf("出栈元素为：%d\n",a);
 }
 return 0;
}

链队列

链队列的定义

• 用单链表实现先进先出的队列链式存储结构

  对于链表依旧是数据域+指针域
  但为了清楚表示队列的队头与队尾使用了队头指针和队尾指针
  当队列为空时，队头指针=队尾指针
  队列只能从队头出，队尾入，即入则改队尾指针，出则改队头指针

//单链队列 
struct node{
 int data;
 struct node *next;
};
struct linkqueue{
 struct node *front; //队头指针
 struct node *rear; //队尾指针 
};
//创建一个空队列
int initqueue(struct linkqueue *q){
 q->front=q->rear=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
 if(!q->front )
  return OVERFLOW;
 q->front->next =NULL;
 return OK;
} 

1.入队列

入队列关键三步：

• 入队结点指向空，给待插结点的数据域赋值
• 将新结点的地址赋给当前队尾结点的指针域
• 将队尾指针指向插入后的新结点

//入队
int enqueue(struct linkqueue *q,int x){
 struct node *p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
 if(!p)
  return OVERFLOW;
 p->data =x;
 p->next =NULL;
 q->rear->next =p;
 q->rear=p;
} 

2.出队列

出栈关键两步：

• p指向待删除的结点
• 将队头指针的下一个指向待删除结点的下一个

//出队
int dequeue(struct linkqueue *q,int *x){
 if(q->front ==q->rear )
  return ERROR;
 struct node *p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
 p=q->front->next ;
 *x=p->data;
 q->front->next =p->next ;
 if(q->rear ==p)
  q->rear =q->front ;
 free(p);
 return OK;
} 

注意有一个特殊情况：
当队列中的最后一个元素被删后，队尾指针也丢失了。因此要对队尾指针重新赋值，即指向头结点。

3.整体代码和实现情况

#include
#include
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2 
//单链队列 
struct node{
 int data;
 struct node *next;
};
struct linkqueue{
 struct node *front; //队头指针
 struct node *rear; //队尾指针 
};
//创建一个空队列
int initqueue(struct linkqueue *q){
 q->front=q->rear=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
 if(!q->front )
  return OVERFLOW;
 q->front->next =NULL;
 return OK;
} 
//入队
int enqueue(struct linkqueue *q,int x){
 struct node *p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
 if(!p)
  return OVERFLOW;
 p->data =x;
 p->next =NULL;
 q->rear->next =p;
 q->rear=p;
} 
//出队
int dequeue(struct linkqueue *q,int *x){
 if(q->front ==q->rear )
  return ERROR;
 struct node *p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
 p=q->front->next ;
 *x=p->data;
 q->front->next =p->next ;
 if(q->rear ==p)
  q->rear =q->front ;
 free(p);
 return OK;
} 
int main(){
 struct linkqueue q;
 initqueue(&q);
 int a;
 int i,j;
 for(i=5;i>0;i--){
  enqueue(&q,i);
  printf("入队元素为：%d\n",i);
 }
 for(j=5;j>0;j--){
  dequeue(&q,&a);
  printf("出队元素为：%d\n",a);
 }
 return 0;
}