链式存储结构的栈：概念、ADT与算法实现

本文主要介绍了栈的链式存储结构及其在数据结构中的算法实现，重点关注栈的概念、特点、抽象数据类型（ADT）定义以及链栈的创建与操作。 栈是一种特殊的线性表，它的主要特点是后进先出（LIFO），即最后进入的元素最先离开。栈通常由两个端点定义：栈顶和栈底。栈顶是进行插入（入栈）和删除（出栈）操作的位置，而栈底则是一个固定端，通常不允许进行操作。当栈为空时，栈顶和栈底指针重合；当栈满时，其大小受到预先设定的栈空间限制。 链栈是栈的一种链式存储实现，它使用不带头结点的单链表结构。链栈的每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。类型定义如下： ```c typedef struct SNode { SElemTyoe data ; struct SNode *next ; } SNode，* LinkStack; ``` 其中，`SElemTyoe`代表栈元素的数据类型，`SNode`是栈节点的结构体，`LinkStack`是栈节点指针的别名。栈顶指针`top`用于跟踪栈顶元素。 栈的ADT定义包括以下基本操作： 1. 栈初始化：初始化一个新的空栈。 2. 判栈空：检查栈是否为空。 3. 入栈：将一个元素推入栈顶。 4. 出栈：移除并返回栈顶元素。 5. 读栈顶元素：查看但不移除栈顶元素。 6. 清空栈：删除栈中所有元素。 7. 撤销栈：释放栈所占用的内存资源。 8. 求栈长：返回栈中元素的数量。 9. 遍历栈：按顺序访问栈中的所有元素。 栈的顺序存储结构通常是通过数组实现的，分为向下生长和向上生长两种方式。向下生长的栈从高地址向低地址扩展，而向上生长的栈则相反。链栈则提供了更灵活的空间管理，因为节点可以在内存的任何位置创建和销毁，而无需连续的内存空间。 链栈的入栈操作涉及创建新节点，将新节点的数据域设置为要入栈的元素，然后将新节点的指针域连接到当前栈顶节点，并更新栈顶指针。出栈操作则是找到当前栈顶节点，保存其数据，删除该节点，然后更新栈顶指针指向下一节点。 栈在计算机科学中有广泛应用，例如在表达式求值、递归调用、括号匹配、编译器设计、函数调用堆栈等方面。队列是另一种线性数据结构，其特点为先进先出（FIFO），将在后续部分详细介绍。