链式栈

     我们需要明确下边这个事实：我们写的函数都是对外的接口，也就是说，我们只需告诉别的程序员我们程序预留的接口(在这个程序里边是一些函数)，别的程序员就可以使用我们的代码片段。不需要了解我们的栈是用什么类型的数据结构实现的。我们可以从我们写的代码中体会到这个事实。

     首先我们需要确定我们使用的数据结构，也就是我们链式栈的结构体StackNode，所以开始我们写出了下边的代码：    

#include <stdio.h>

typedef struct StackNode
{
    int data;        // 数据域
    StackNode *next; // 下一结点的指针域
}StackNode, *Stack;

int main()
{
    return 0;
}

      问题1：StackNode和Stack分别代表什么？

    

     OK，有了链式栈的数据结构，我们就开始写函数了。所有的程序都是因为有需求才存在的，所以我们需要设想一下链式栈的需求。可能某天有某个程序员需要使用栈了，这时候他就开始看说明文档了（假如这个说明文档是我们自己写的）：

// 链式栈的用法如下:
int main()
{
    // 初始化一个链式栈(这个时候就有链式栈的头结点了，也就是说我们可以操作它了)
    Stack stack = InitStack();
    Push(stack, 3); // 3进栈
    Push(stack, 4); // 4进栈
    Push(stack, 5); // 5进栈

    printf("%d\n", Pop(stack));
    printf("%d\n", Pop(stack));
    printf("%d\n", Pop(stack));
    printf("%d\n", Pop(stack)); // 第4次出栈，应该出错

    return 0;
}

     OK，有了需求，我们可以根据需求来写代码了，首先我们看第5行，初始化栈，上边的注释写的是初始化一个头结点。OK，我们可以对应写出如下代码：

// 初始化一个链式栈(返回一个链式栈的头结点)
Stack InitStack()
{
    Stack stack = (Stack)malloc(sizeof(StackNode));
    stack->next = NULL;
    return stack;
}

     问题2：头结点的作用是什么？

     初始化结束以后就可以做入栈和出栈的操作了，我们可以写出如下入栈和出栈的代码：

     入栈：

void Push(Stack stack, int newData)
{
    // 判断是否为空，Just For Safty :-D
    if(stack == NULL)
    {
        printf("栈未初始化，请初始化以后再使用\n");
        return;
    }

    // 找到最后一个节点
    StackNode *lastNode = stack;
    while(lastNode->next)
    {
        lastNode = lastNode->next;
    }

    lastNode->next = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));
    lastNode->next->data =  newData;
    lastNode->next->next = NULL;

    printf("入栈成功！\n");
}

     问题3：请简述一下11行到19行的思想

     出栈：

int Pop(Stack stack)
{
    // 判断栈是否为空
    if(!stack->next)
    {
        printf("栈为空，无法出栈\n");
        return -1; // -1只是一个自定义的错误码, 不必深究
    }

    // 找到最后一个节点的前一个节点
    // tempNode: 最后一个节点的前一个节点
    StackNode *tempNode = stack;
    // 问题4
    while(tempNode->next->next)
    {
        tempNode = tempNode->next;
    }

    // 问题5
    int data = tempNode->next->data;
    free(tempNode->next);
    tempNode->next = NULL;
    return data;
}

     问题4：就该程序来说，Pop的返回值是由谁决定的？

     问题5：请自己实现函数：bool IsEmpty(Stack stack),要求：栈为空时返回true，栈非空时返回false

     下边是完整代码：

/************************************************************************/
/* 链式栈                                                               */
/************************************************************************/

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

// StackNode: 链式栈的一个节点
// Stack: 指向链式栈头结点的指针
typedef struct StackNode
{
	int data;        // 数据域
	StackNode *next; // 下一结点的指针域
}StackNode, *Stack;

// 初始化一个链式栈(返回一个链式栈的头结点)
Stack InitStack()
{
	Stack stack = (Stack)malloc(sizeof(StackNode));
	stack->next = NULL;
	return stack;
}

void Push(Stack stack, int newData)
{
	// 判断是否为空，Just For Safty :-D
	if(stack == NULL)
	{
		printf("栈未初始化，请初始化以后再使用\n");
		return;
	}

	// 找到最后一个节点
	StackNode *lastNode = stack;
	while(lastNode->next)
	{
		lastNode = lastNode->next;
	}

	lastNode->next = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));
	lastNode->next->data =  newData;
	lastNode->next->next = NULL;

	printf("入栈成功！\n");
}

int Pop(Stack stack)
{
	// 判断栈是否为空
	if(!stack->next)
	{
		printf("栈为空，无法出栈\n");
		return -1; // -1只是一个自定义的错误码, 不必深究
	}

	// 找到最后一个节点的前一个节点
	// tempNode: 最后一个节点的前一个节点
	StackNode *tempNode = stack;
	while(tempNode->next->next)
	{
		tempNode = tempNode->next;
	}
	
	int data = tempNode->next->data;
	free(tempNode->next);
	tempNode->next = NULL;
	return data;
}

// 链式栈的用法如下:
int main()
{
	// 初始化一个链式栈(这个时候就有链式栈的头结点了，也就是说我们可以操作它了)
	Stack stack = InitStack();
	Push(stack, 3); // 3进栈
	Push(stack, 4); // 4进栈
	Push(stack, 5); // 5进栈

	printf("%d\n", Pop(stack));
	printf("%d\n", Pop(stack));
	printf("%d\n", Pop(stack));
	printf("%d\n", Pop(stack)); // 第4次出栈，应该出错

	return 0;
}