C#数据结构回顾之链栈

引言：

栈的另外一种存储方式是链式存储，即所谓的链栈(Linked Stack)。链栈通常用单链表来表示，其实可以看作单链表的简化。所以，链栈结点的结构与单链表结点的结构一样，而由于链栈的操作只是在一端进行，为了操作方便，把初始化时栈顶设在链表的头部，并且不需要头结点。另外为了快速计算出链栈的长度，特意增加了一个成员变量用于保存栈的长度（由于栈只能访问栈顶的数据元素，而链栈的栈顶指示器又不能指示栈的数据元素的个数。所以，求链栈的长度时，必须把栈中的数据元素一个个出栈，每出栈一个数据元素，计数器就增加1，但这样会破坏栈的结构。为保留栈中的数据元素，需把出栈的数据元素先压入另外一个栈，计算完长度后，再把数据元素压入原来的栈。但这种算法的空间复杂度和时间复杂度都很高，所以，以上两种算法都不是理想的解决方法。理想的解决方法是LinkSeqStack类增设一个字段nodeNum表示链栈中结点的个数）。

链栈节点类定义

namespace DataStructureLearning.ImplementClass
{
    //链表节点类
    public class LinkNode<T>
    {
        #region ----成员变量-----
        private T data;//数据域，当前结点的值
        private LinkNode<T> next;//指针域，指向下一个结点
        #endregion
        #region ----构造方法-----
        //构造方法
        public LinkNode(T val, LinkNode<T> p)
        {
            data = val;
            next = p;
        }
        //构造方法只包含引用域的结点
        public LinkNode(LinkNode<T> p)
        {
            next = p;
        }
        //构造方法只包含数据域的结点
        public LinkNode(T val)
        {
            data = val;
            next = null;
        }
        //构造方法既不包含数据域也不包含引用域的结点
        public LinkNode()
        {
            data = default(T);
            next = null;
        }
        #endregion
        #region ----公有属性-----
        //数据域属性
        public T Data
        {
            get
            {
                return data;
            }
            set
            {
                data = value;
            }
        }
        //引用域属性
        public LinkNode<T> Next
        {
            get
            {
                return next;
            }
            set
            {
                next = value;
            }
        }
        #endregion
    }
}

链栈实体类实现

几个关键的操作:

1. 移动链栈的下一节点指针：p=p.Next
2. 获取节点的数据：p.Data
3. 空链栈:top==null && nodeNum==0

    public class LinkSeqStack<T>:IStack<T>
    {
        #region 成员变量
        private LinkNode<T> top;//栈顶指示器
        private int nodeNum;//
        #endregion
        #region 公有属性、索引器
        //栈顶指示器属性
        public LinkNode<T> Top
        {
            get
            {
                return top;
            }
            set
            {
                top = value;
            }
        }
        //元素个数属性
        public int Num
        {
            get
            {
                return nodeNum;
            }
            set
            {
                nodeNum = value;
            }
        }
        #endregion
        #region 构造方法
        public LinkSeqStack()
        {
            top = null;
            nodeNum = 0;
        }
        #endregion
        #region 成员方法
        //求链栈的长度即nodeNUm
        public int GetLength()
        {
            return nodeNum;
        }
        //清空链栈：栈顶指示器置空节且节点数清0
        public void Clear()
        {
            top = null;
            nodeNum = 0;
        }
        //判断链栈是否为空：如果链栈的栈底指示器为null并且num等于0，则链栈为空，返回true，否则返回false
        public bool IsEmpty()
        {
            if ((top == null) && (nodeNum == 0))
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
        //链栈的入栈操作在栈顶添加一个新结点，top指向新的结点，num加1，栈发生变化。
        public void Push(T item)
        {
            LinkNode<T> q = new LinkNode<T>(item);
            if (top == null)
            {
                top = q;
            }
            else
            {
                q.Next = top;
                top = q;
            }
            ++nodeNum;
        }
        //出栈操作是在栈不为空的情况下，先取出栈顶结点的值，然后将栈顶指示器指向栈顶结点的直接后继结点，使之成为新的栈顶结点，num减1
        public T Pop()
        {
            if (IsEmpty())
            {
                Console.WriteLine("Stack is empty!");
                return default(T);
            }
            LinkNode<T> p = top;
            top = top.Next;
            --nodeNum;
            return p.Data;
        }
        //获取链顶结点的值,如果链栈不为空，返回栈顶结点的值，否则返回特殊值表示栈为空，栈不发生变化。
        public T GetTop()
        {
            if (IsEmpty())
            {
                Console.WriteLine("Stack is empty!");
                return default(T);
            }
            return top.Data;
        }
        //遍历链栈
        public void ShowItem()
        {
            LinkNode<T> p = top;
            while (top != null)
            {
                Console.Write(top.Data + "\t");
                top = top.Next;
            }
        }
        #endregion
    }

简单测试:

            LinkSeqStack<int> lnkstack = new LinkSeqStack<int>();
            lnkstack.Push(32);
            lnkstack.Push(92);
            //stack.Pop();
            Console.WriteLine("遍历链栈:" + "\n");
            lnkstack.ShowItem();