数据结构顺序栈和链栈

顺序栈和链栈都是栈的两种实现方式，它们的主要区别在于底层数据结构不同。

顺序栈使用数组作为底层数据结构，实现简单，但容量固定，需要预先分配一定的空间。当栈满时，需要进行扩容操作，这会导致时间复杂度为 O(n) 的开销。

链栈使用链表作为底层数据结构，可以动态地分配内存空间，不会浪费空间。但是相比于顺序栈，链栈需要额外的指针域来存储链表节点的地址，因此实现稍微复杂一些。

相关问题

数据结构，用c实现，根据输入的栈中元素个数n和各元素值建立一个顺序栈和链栈，并输出栈中各元素值。将数据元素e入栈，并输出入栈后的顺序栈和链栈中各元素值。将顺序栈和链栈中的栈顶元素出栈，并输出出栈元素的值和出栈后顺序栈和链栈中各元素值。

以下是用C语言实现栈的建立、遍历、进栈和出栈的代码，包括顺序栈和链栈：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAXSIZE 100 // 定义顺序栈的最大长度

// 定义顺序栈结构体
typedef struct {
    int data[MAXSIZE]; // 存储栈中元素的数组
    int top; // 栈顶指针
} SqStack;

// 定义链栈结构体
typedef struct LNode {
    int data; // 存储栈中元素的值
    struct LNode *next; // 指向下一个节点的指针
} *LinkStack;

// 初始化顺序栈
void InitStack(SqStack *S) {
    S->top = -1; // 初始化栈顶指针为-1
}

// 判断顺序栈是否为空
int StackEmpty(SqStack S) {
    if (S.top == -1) {
        return 1; // 栈为空
    } else {
        return 0; // 栈不为空
    }
}

// 进栈操作
int StackPush(SqStack *S, int x) {
    if (S->top == MAXSIZE - 1) {
        return 0; // 栈满，无法进栈
    } else {
        S->top++; // 栈顶指针加1
        S->data[S->top] = x; // 将元素x入栈
        return 1; // 进栈成功
    }
}

// 出栈操作
int StackPop(SqStack *S, int *x) {
    if (S->top == -1) {
        return 0; // 栈空，无法出栈
    } else {
        *x = S->data[S->top]; // 将栈顶元素赋值给x
        S->top--; // 栈顶指针减1
        return 1; // 出栈成功
    }
}

// 初始化链栈
void InitLinkStack(LinkStack *S) {
    *S = NULL; // 初始化链栈为空
}

// 判断链栈是否为空
int LinkStackEmpty(LinkStack S) {
    if (S == NULL) {
        return 1; // 栈为空
    } else {
        return 0; // 栈不为空
    }
}

// 进栈操作
int LinkStackPush(LinkStack *S, int x) {
    LinkStack p = (LinkStack)malloc(sizeof(struct LNode)); // 创建新节点
    p->data = x; // 将元素x入栈
    p->next = *S; // 将新节点插入到链栈的栈顶
    *S = p; // 修改链栈的栈顶指针
    return 1; // 进栈成功
}

// 出栈操作
int LinkStackPop(LinkStack *S, int *x) {
    if (*S == NULL) {
        return 0; // 栈空，无法出栈
    } else {
        LinkStack p = *S; // 指向链栈的栈顶节点
        *x = p->data; // 将栈顶元素赋值给x
        *S = p->next; // 修改链栈的栈顶指针
        free(p); // 释放原栈顶节点的空间
        return 1; // 出栈成功
    }
}

int main() {
    int n, x, i;
    SqStack S1;
    LinkStack S2;
    InitStack(&S1); // 初始化顺序栈
    InitLinkStack(&S2); // 初始化链栈

    // 输入要建立栈的元素个数n
    printf("请输入要建立栈的元素个数：\n");
    scanf("%d", &n);

    // 建立顺序栈
    printf("请输入要建立的顺序栈的元素值：\n");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &x);
        StackPush(&S1, x); // 进栈操作
    }

    // 输出顺序栈中各元素值
    printf("顺序栈中各元素值为：\n");
    while (!StackEmpty(S1)) {
        StackPop(&S1, &x); // 出栈操作
        printf("%d ", x);
    }
    printf("\n");

    // 建立链栈
    printf("请输入要建立的链栈的元素值：\n");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &x);
        LinkStackPush(&S2, x); // 进栈操作
    }

    // 输出链栈中各元素值
    printf("链栈中各元素值为：\n");
    while (!LinkStackEmpty(S2)) {
        LinkStackPop(&S2, &x); // 出栈操作
        printf("%d ", x);
    }
    printf("\n");

    // 将元素e入栈，并输出入栈后的顺序栈和链栈中各元素值
    printf("请输入要入栈的元素值：\n");
    scanf("%d", &x);
    StackPush(&S1, x); // 进栈操作
    LinkStackPush(&S2, x); // 进栈操作
    printf("入栈后顺序栈中各元素值为：\n");
    for (i = S1.top; i >= 0; i--) {
        printf("%d ", S1.data[i]);
    }
    printf("\n");
    printf("入栈后链栈中各元素值为：\n");
    LinkStack p = S2;
    while (p != NULL) {
        printf("%d ", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");

    // 将顺序栈和链栈中的栈顶元素出栈，并输出出栈元素的值和出栈后顺序栈和链栈中各元素值
    StackPop(&S1, &x); // 出栈操作
    printf("顺序栈出栈元素的值为：%d\n", x);
    printf("出栈后顺序栈中各元素值为：\n");
    for (i = S1.top; i >= 0; i--) {
        printf("%d ", S1.data[i]);
    }
    printf("\n");
    LinkStackPop(&S2, &x); // 出栈操作
    printf("链栈出栈元素的值为：%d\n", x);
    printf("出栈后链栈中各元素值为：\n");
    p = S2;
    while (p != NULL) {
        printf("%d ", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

数据结构 定义栈的存储结构（顺序栈或者链栈均可）算法代码 c语言

栈是一种线性数据结构，它遵循“先进后出”（Last In First Out, LIFO）的原则，常用于函数调用、表达式求值等场景。这里有两种常见的栈实现方式，分别是顺序栈和链栈。

**顺序栈（基于数组）**:
在C语言中，可以使用数组来实现顺序栈。数组栈的特点是空间连续，插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，但如果接近栈顶，需要移动大量元素才能继续添加或移除元素。

typedef struct {
    int* stack; // 存储数据的数组
    int top; // 栈顶指针
    int size; // 栈的最大容量
} Stack;

// 初始化栈
void init(Stack* s, int capacity) {
    s->stack = (int*)malloc(capacity * sizeof(int));
    s->top = -1;
    s->size = capacity;
}

// 入栈
void push(Stack* s, int value) {
    if (s- 1) {
        s->stack[++s->top] = value;
    } else {
        printf("Stack overflow\n");
    }
}

// 出栈
int pop(Stack* s) {
    if (s->top >= 0) {
        return s->stack[s->top--];
    } else {
        printf("Stack underflow\n");
        return -1; // 返回特殊值表示空栈
    }
}

**链栈（基于链表）**:
链栈则利用链表节点，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，操作更灵活，不需要预先分配固定大小的空间，但是插入和删除操作的时间复杂度通常为O(1)。

typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
} Node;

typedef struct {
    Node* top;
    Node* bottom;
} LinkStack;

// 初始化链栈
void link_init(LinkStack* s) {
    s->top = s->bottom = NULL;
}

// 入栈
void link_push(LinkStack* s, int value) {
    Node* newNode = malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = value;
    newNode->next = s->top;
    s->top = newNode;
    if (!s->bottom)
        s->bottom = newNode;
}

// 出栈
int link_pop(LinkStack* s) {
    if (s->top) {
        int data = s->top->data;
        Node* temp = s->top;
        s->top = s->top->next;
        free(temp);
        if (!s->top)
            s->bottom = NULL;
        return data;
    } else {
        printf("Stack empty\n");
        return -1;
    }
}