栈的链式存储结构详解-第3章 栈和队列

本文主要介绍的是栈的链式存储结构及其在C语言中的定义，这是第3章关于栈和队列的内容。栈作为一种特殊的线性表，具有后进先出（LIFO）的特性，它的操作主要集中在栈顶，包括初始化、销毁、判断栈空、入栈、出栈和获取栈顶元素等。文中还提到了栈的应用以及栈与递归的关系。 首先，栈的链式存储结构在C语言中通过结构体来定义。定义一个栈节点元素，包含数据类型`DataType`的数据成员`data`和一个指向下一个节点的指针`next`。结构体名为`StackNode`，其指针类型为`PStackNode`。接着定义栈本身，它包含一个指向栈顶的指针`top`，结构体名为`LinkStack`，其指针类型为`PLinkStack`。然后，创建一个指向栈的指针`S`，并使用`malloc`动态分配内存。 栈的链式存储结构允许快速插入和删除，因为它们只涉及到栈顶指针的修改。而顺序存储结构，如数组，虽然在插入和删除时可能需要移动大量的元素，但它的优点在于空间连续，访问速度快。 栈的基本操作包括： 1. 初始化栈：`Init_Stack(S)`，创建一个空栈。 2. 销毁栈：`Destroy_Stack(S)`，释放栈占用的内存。 3. 判断栈是否为空：`Empty_Stack(S)`，返回1表示空栈，0表示非空栈。 4. 入栈：`Push_Stack(S, x)`，将元素`x`插入栈顶。 5. 出栈：`Pop_Stack(S)`，删除栈顶元素。 6. 获取栈顶元素：`GetTop_Stack(S)`，返回栈顶元素但不删除。 栈的应用广泛，例如在表达式求值、递归、括号匹配、深度优先搜索等问题中都有使用。栈与递归密切相关，因为每次递归调用都会形成一个函数调用栈。 除了链式存储，栈还可以采用顺序存储结构，如定义一个数组存储栈元素，用一个变量记录栈顶位置。数组的大小一般预设为常量，例如`MAXSIZE100`，栈结构定义如下： ```c typedef struct { DataType data[MAXSIZE]; int top; } SeqStack, *PSeqStack; ``` 这里，`SeqStack`包含了数据数组和栈顶索引`top`。 通过这些基本操作和不同的存储方式，我们可以灵活地在程序设计中利用栈的数据结构解决各种问题。