前言栈Stack是一种后进先出LIFO的线性数据结构。前面我们学习了顺序栈数组实现今天我们学习它的兄弟 ——链栈链式栈。链栈 用单链表实现的栈它完美解决了顺序栈容量固定、需要扩容的缺点。一、链栈是什么链栈 采用链式存储结构实现的栈本质就是一个只能在表头进行插入、删除操作的单链表。特点不需要预先分配空间想用多少申请多少不存在栈满溢出问题除非内存耗尽不用扩容入栈、出栈都在表头完成效率 O (1)每个节点包含数据域 指针域二、链栈结构体设计核心链栈采用“头结点辅助管理”模式结构非常清晰#pragma once typedef char ELEM_TYPE; // 链栈节点结构体 typedef struct Stack_Node { ELEM_TYPE data; // 数据域 struct Stack_Node* next;// 指针域 }Stack_Node, *PStack_Node; // 链栈辅助结构体管理栈顶 长度 typedef struct { PStack_Node top; // 栈顶指针 int count; // 节点个数有效长度 }LinkStack;结构说明Stack_Node真正存储数据的节点LinkStack辅助管理结构top永远指向栈顶节点count记录栈中元素个数获取长度 O (1)三、链栈支持的操作全覆盖// 1. 初始化 void Init_Stack(LinkStack* ls); // 2. 入栈头插 bool Push(LinkStack* ls, ELEM_TYPE val); // 3. 出栈头删 bool Pop(LinkStack* ls); // 4. 获取栈顶元素 ELEM_TYPE Top(LinkStack* ls); // 5. 判空 bool Is_Empty(LinkStack* ls); // 6. 获取有效长度 int Get_Length(LinkStack* ls); // 7. 清空 void Clear(LinkStack* ls); // 8. 销毁释放内存 void Destroy(LinkStack* ls); // 9. 打印 void Show(LinkStack* ls);四、核心函数逐行精讲最关键1. 初始化void Init_Stack(LinkStack* ls) { assert(ls ! NULL); ls-count 0; // 元素个数为0 ls-top NULL; // 栈顶为空 }作用栈一开始是空的栈顶指针为 NULL长度为 0。2. 入栈 Push核心头插法链栈入栈 单链表头插时间复杂度O(1)bool Push(LinkStack* ls, ELEM_TYPE val) { assert(ls ! NULL); // 申请新节点 Stack_Node* p (Stack_Node*)malloc(sizeof(Stack_Node)); if (p NULL) return false; p-data val; p-next ls-top; // 新节点指向原来栈顶 ls-top p; // 更新栈顶 ls-count; // 长度1 return true; }3. 出栈 Pop核心头删法链栈出栈 删除链表第一个节点时间复杂度O(1)bool Pop(LinkStack* ls) { assert(ls ! NULL); if (Is_Empty(ls)) return false; Stack_Node* p ls-top; ls-top p-next; // 栈顶后移 free(p); // 释放旧栈顶 ls-count--; // 长度-1 return true; }4. 获取栈顶元素 TopELEM_TYPE Top(LinkStack* ls) { assert(ls ! NULL); if (Is_Empty(ls)) exit(1); return ls-top-data; }5. 判空bool Is_Empty(LinkStack* ls) { assert(ls ! NULL); //return ls-top NULL;//2选1 return ls-count 0; }6. 获取长度int Get_Length(LinkStack* ls) { assert(ls ! NULL); return ls-count; // O(1) 直接返回不用遍历 }用 count 记录长度不用遍历链表效率极高7. 销毁栈重要防止内存泄漏void Destroy(LinkStack* ls) { PStack_Node p ls-top; PStack_Node q NULL; while (p ! NULL) { q p-next; free(p); p q; } ls-count 0; ls-top NULL; }8. 清空void Clear(LinkStack* ls) { Destroy(ls); }9. 打印栈void Show(LinkStack* ls) { Stack_Node* p ls-top; for (; p ! NULL; p p-next) { printf(%c , p-data); } printf(\n); }五、测试主函数可直接运行int main() { LinkStack head; Init_Stack(head); Push(head, A); Push(head, B); Push(head, C); Show(head); // 输出C B A Pop(head); Show(head); // 输出B A printf(%c \n, Top(head)); // 输出B Destroy(head); return 0; }运行结果六、链栈 VS 顺序栈特性顺序栈链栈存储结构连续数组链式节点容量固定 / 需扩容无限不溢出入栈出栈O(1)O(1)内存分配静态 / 动态动态访问速度快缓存友好较慢适用场景已知最大容量无法预估容量七、高频考点必背链栈为什么用头插法因为栈只能在栈顶操作头插 栈顶入栈时间复杂度 O (1)。链栈有没有栈满一般认为没有只有内存不足时才会申请失败。链栈的栈顶在链表头还是尾链表头部。链栈如何获取长度用count变量记录O(1)返回不用遍历。链栈和顺序栈最大区别顺序栈需要扩容链栈不需要扩容。