C语言数据结构栈实现-顺序栈

顺序栈，即用顺序表实现栈存储结构。通过前面的学习我们知道，使用栈存储结构操作数据元素必须遵守 "先进后出" 的原则，本节就 "如何使用顺序表模拟栈以及实现对栈中数据的基本操作（出栈和入栈）" 给大家做详细介绍。

如果你仔细观察顺序表（底层实现是数组）和栈结构就会发现，它们存储数据的方式高度相似，只不过栈对数据的存取过程有特殊的限制，而顺序表没有。

例如，我们先使用顺序表（a 数组）存储 {1,2,3,4}，存储状态如图 1 所示：

同样，使用栈存储结构存储 {1,2,3,4}，其存储状态如图 2 所示：

通过图 1 和图 2 的对比不难看出，使用顺序表模拟栈结构很简单，只需要将数据从 a 数组下标为 0 的位置依次存储即可。
从数组下标为 0 的模拟栈存储数据是常用的方法，从其他数组下标处存储数据也完全可以，这里只是为了方便初学者理解。
了解了顺序表模拟栈存储数据后，接下来看如何模拟栈中元素出栈的操作。由于栈对存储元素出栈的次序有"先进后出"的要求，如果想将图 1 中存储的元素 1 从栈中取出，需先将元素 4、元素 3 和元素 2 依次从栈中取出。

这里给出使用顺序表模拟栈存储结构常用的实现思路，即在顺序表中设定一个实时指向栈顶元素的变量（一般命名为 top），top 初始值为 -1，表示栈中没有存储任何数据元素，及栈是"空栈"。一旦有数据元素进栈，则 top 就做 +1 操作；反之，如果数据元素出栈，top 就做 -1 操作。

顺序栈元素"入栈"

比如，还是模拟栈存储 {1,2,3,4} 的过程。最初，栈是"空栈"，即数组是空的，top 值为初始值 -1，如图 3 所示：

首先向栈中添加元素 1，我们默认数组下标为 0 一端表示栈底，因此，元素 1 被存储在数组 a[1] 处，同时 top 值 +1，如图 4 所示：

采用以上的方式，依次存储元素 2、3 和 4，最终，top 值变为 3，如图 5 所示：

顺序栈元素"出栈"

其实，top 变量的设置对模拟数据的 "入栈" 操作没有实际的帮助，它是为实现数据的 "出栈" 操作做准备的。

比如，将图 5 中的元素 2 出栈，则需要先将元素 4 和元素 3 依次出栈。需要注意的是，当有数据出栈时，要将 top 做 -1 操作。因此，元素 4 和元素 3 出栈的过程分别如图 6a) 和 6b) 所示：


注意，图 6 数组中元素的消失仅是为了方便初学者学习，其实，这里只需要对 top 值做 -1 操作即可，因为 top 值本身就表示栈的栈顶位置，因此 top-1 就等同于栈顶元素出栈。并且后期向栈中添加元素时，新元素会存储在类似元素 4 这样的旧元素位置上，将旧元素覆盖。

代码实现

//顺序栈
#include <stdlib.h>
#define MaxSize 5
int pushstack(int * stack, int head, int elem){
    stack[head] = elem;
    head = head-1;
   return head;
}

int popstack(int * stack , int head){
    int temp = head-1;
    int data = stack[temp];
    printf("this is data is %d\n", data);
    return head+1;
}

void stackprint(int * stack){
    for(int i=0;i<MaxSize;i++){
        printf("%d\n",stack[i]);
    }
}
 
int main()
{
    int Stack[MaxSize]={0};
    int head = MaxSize-1;
    int bottom = head;
    head = pushstack(Stack,head,1);
    head = pushstack(Stack,head,2);
    head = pushstack(Stack,head,3);
    head = pushstack(Stack,head,4);
    head = pushstack(Stack,head,5);
    
    head=1;
    head = popstack(Stack,head);
    head = popstack(Stack,head);
    
    stackprint(Stack);
    return(0);
}

链表栈实现代码

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

typedef struct Node {
    int data;
    int * next;
} Node;
 

pushStack(Node * head, int elem){
    Node * tempbody = head;
    
    while(tempbody->next != NULL){
        tempbody= tempbody->next;
    }
    Node * newNode = (Node *) malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = elem;
    tempbody->next = newNode;
}
 
void popStack(Node * head){
    Node * tempbody = head->next;
    Node * prev = NULL;
    while(tempbody->next != NULL){
        prev = tempbody;
        tempbody = tempbody->next;
    }
    printf("this is data is %d\n",tempbody->data);
    prev->next = NULL;
} 
 
void printStack(Node * head){
    Node * tempbody = head->next;
    while(tempbody != NULL){
        printf("%d\n",tempbody->data);
        tempbody = tempbody->next;
    }

} 
 
int main()
{
    Node * headNode = (Node *) malloc(sizeof(Node));
    pushStack(headNode,1);
    pushStack(headNode,2);
    pushStack(headNode,3);
    pushStack(headNode,4);
    pushStack(headNode,5);
    pushStack(headNode,6);
    
    
    popStack(headNode);
    popStack(headNode);
   printStack(headNode);
    return(0);
}