链栈的操作：入栈与出栈

"链栈是数据结构中栈的一种实现方式，它使用链式结构来存储数据，具有在头部进行插入和删除的特点。链栈每个节点包含数据域和指针域，用于存储数据和链接下一个节点。在链栈中，栈顶通常通过头指针来标识，操作主要集中在栈顶进行，遵循后进先出（LIFO）的原则。" 链栈是一种特殊的线性表，它的特点是仅允许在表的一端进行插入和删除操作，这一端被称为栈顶。与顺序栈相比，链栈在处理插入和删除操作时更加灵活，因为不需要移动大量元素。链栈的定义如下： ```c typedef struct node{ DataType data; // 数据域，用于存储数据 struct node *next; // 指针域，指向下一个节点 } Node; ``` 链栈的操作主要包括入栈（Push）和出栈（Pop）。入栈操作是在栈顶添加新元素，而出栈则是移除并返回栈顶的元素。对于链栈，这些操作的实现如下： **入栈操作(Push)**: - 创建一个新的节点，将数据存储在新节点的数据域中。 - 将新节点的`next`指针设置为当前栈顶节点。 - 更新头指针（即栈顶指针）指向新节点。 ```c void push(Node **st, DataType item) { Node *newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node)); newNode->data = item; newNode->next = *st; *st = newNode; } ``` **出栈操作(Pop)**: - 保存栈顶节点的值。 - 更新头指针指向下一个节点（即原来的第二个节点）。 - 释放原栈顶节点的内存。 ```c DataType pop(Node **st) { if (*st == NULL) { printf("栈为空，无法出栈。\n"); return NULL; } Node *temp = *st; DataType item = temp->data; *st = temp->next; free(temp); return item; } ``` 链栈与顺序栈相比，有以下优缺点： - 优点：动态扩展容易，插入和删除操作快速，不需要移动大量元素。 - 缺点：需要额外的空间来存储指针，且无法进行随机访问。 在计算机科学中，栈广泛应用于各种算法和数据结构中，如递归、表达式求值、回溯法、深度优先搜索等。链栈的灵活性使其成为实现这些算法的有力工具。同时，链栈的概念也是理解和掌握其他高级数据结构，如树、图和队列的基础。