棧_單向連結串列

沉舟道人發表於2024-05-01

利用單向連結串列設計一個棧,實現“後進先出”的功能

​ 棧記憶體自頂向下進行遞增,其實棧和順序表以及鏈式表都一樣,都屬於線性結構,儲存的資料的邏輯關係也是一對一的。

​ 棧的一端是封閉的,資料的插入與刪除只能在棧的另一端進行,也就是棧遵循“*後進先出*”的原則。也被成為“LIFO”結構,意思是“last input first output”。

閉合的一端被稱為棧底(Stack Bottom),允許資料的插入與刪除的一端被稱為棧頂(Stack Top),不包含任何元素的棧被稱為空棧。

  • l 把資料插入到棧空間的動作被稱為入棧或者壓棧,英文Push)
  • l 從棧空間中刪除資料的動作被稱為出棧或者彈棧,英文Pop)

程式結構思路:

​ 根據連結串列在頭部增刪比較簡單的特性。將單向連結串列的首結點當作棧頂,尾結點當作粘底,入棧相當於頭插操作,出棧相當於頭刪操作。

程式實現:

/********************************************************************************************
*   file name: StackLList.c
*   author   : liaojx2016@126.com
*   date     : 2024/04/25
*   function : Design stack interface to achieve “last input first output”
*   note     : None
*
*   CopyRight (c)  2023-2024   liaojx2016@126.com   All Right Reseverd 
*
*********************************************************************************************/
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>
//指的是單向連結串列中的結點有效資料型別,使用者可以根據需要進行修改
typedef int  DataType_t;

//構造連結串列的結點,連結串列中所有結點的資料型別應該是相同的
typedef struct StackLinkedList
{
	DataType_t  		 data; //結點的資料域
	struct StackLinkedList	*next; //結點的指標域

}QueueLList_t;

/**********************************************************************************************
*   func name       : QueueLList_Create
*   function        : Create a empty stack link list to store hexadecimal digit
*   func parameter  : None
*   return resuolt  : Address of head node
*   author          : liaojx2016@126.com
*   date            : 2024/04/25
*   note            : None
*   modify history  : None
*   function section: v1.0
*
**********************************************************************************************/
//建立一個空連結串列,空連結串列應該有一個頭結點,對連結串列進行初始化
QueueLList_t * QueueLList_Create(void)
{
	//1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
	QueueLList_t *Head = (QueueLList_t *)calloc(1,sizeof(QueueLList_t));
	if (NULL == Head)
	{
		perror("Calloc memory for Head is Failed");
		exit(-1);
	}

	//2.對頭結點進行初始化,頭結點是不儲存有效內容的!!!
	Head->next = NULL;

	//3.把頭結點的地址返回即可
	return Head;
}
/**********************************************************************************************
*   func name       : StackLList_NewNode
*   function        : Create a new node and do initialization
*   func parameter  : 
*                       @data :address of head node 
*   return resuolt  : Address of a new node
*   author          : liaojx2016@126.com
*   date            : 2024/04/25
*   note            : None
*   modify history  : None
*   function section: v1.0
*
**********************************************************************************************/
//建立新的結點,並對新結點進行初始化(資料域 + 指標域)
QueueLList_t * QueueLList_NewNode(DataType_t data)
{
	//1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
	QueueLList_t *New = (QueueLList_t *)calloc(1,sizeof(QueueLList_t));
	if (NULL == New)
	{
		perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
		return NULL;
	}

	//2.對新結點的資料域和指標域進行初始化
	New->data = data;
	New->next = NULL;

	return New;
}
/**********************************************************************************************
*   func name       : StackLList_Push
*   function        : Do stack push action
*   func parameter  : 
*                       @Head :address of head node 
                        @data :Disposed remainder
*   return resuolt  : Stack push success result (true or false)
*   author          : liaojx2016@126.com
*   date            : 2024/04/25
*   note            : None
*   modify history  : None
*   function section: v1.0
*
**********************************************************************************************/
//頭插
bool StackLList_Push(QueueLList_t *Head,DataType_t data)

{
	//1.建立新的結點,並對新結點進行初始化
	QueueLList_t *New = QueueLList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}
	//2.判斷連結串列是否為空,如果為空,則直接插入即可
	if (NULL == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		return true;
	}

	//3.如果連結串列為非空,則把新結點插入到連結串列的頭部
	New->next  = Head->next;    //新結點的next指標指向原首結點
	Head->next = New;           //頭結點的next指標指向新結點

	return true;
}
/**********************************************************************************************
*   func name       : StackLList_Pop
*   function        : Stack pop for one node
*   func parameter  : 
*                       @Head :address of head node 
*   return resuolt  : Stack pop success result (true or false)
*   author          : liaojx2016@126.com
*   date            : 2024/04/25
*   note            : None
*   modify history  : None
*   function section: v1.0
*
**********************************************************************************************/
//頭刪
bool StackLList_Pop(QueueLList_t *Head)
{
    //當連結串列為空,刪除失敗,返回false
    if (NULL == Head->next)
	{
		printf("Stack linklist is empty,headdelete failed\n");
		return false;
	}
    QueueLList_t *Delnode=Head->next;   //備份首結點
    //printf("next=%#x\n",Head->next->next);
    //輸出出棧的資料
    printf("the push element data is %d\n",Head->next->data);
    //刪除出棧結點
    Head->next=Head->next->next;    //頭結點的next指標指向首結點的直接後繼
    Delnode->next=NULL;             //原首結點指向NULL,防止記憶體洩漏
    free(Delnode);                  //釋放記憶體
    return true;
}
/**********************************************************************************************
*   func name       : QueueLList_Print
*   function        : Stack data print
*   func parameter  : 
*                       @Head :address of head node 
*   return resuolt  : Print success result (true or false)
*   author          : liaojx2016@126.com
*   date            : 2024/04/25
*   note            : None
*   modify history  : None
*   function section: v1.0
*
**********************************************************************************************/
//遍歷
bool QueueLList_Print(QueueLList_t *Head)
{
    if (Head->next==NULL)   {
        printf("stack link list is empty\n");
        return false;
    }
	//對連結串列的標頭檔案的地址進行備份
	QueueLList_t *Phead = Head;
	printf("the Stack linkedlist data is \n");
    //遍歷結點,輸出資料
	do
	{
		//把頭的直接後繼作為新的頭結點
		Phead = Phead->next;
		//輸出頭結點的直接後繼的資料域
		printf("%d ",Phead->data);
	}
	while(Phead->next);
    printf("\n");
    return true;
}
//
int main(int argc, char const *argv[])
{
	QueueLList_t *head=QueueLList_Create();
    //StackLList_Push 入棧操作,StackLList_Pop 出棧操作,QueueLList_Print 棧遍歷輸出
    StackLList_Push(head,0);
    QueueLList_Print(head);
    StackLList_Pop(head);
    QueueLList_Print(head);
    StackLList_Push(head,1);
    StackLList_Push(head,6);
    StackLList_Push(head,4);
    QueueLList_Print(head);
    StackLList_Pop(head);
    QueueLList_Print(head);

	return 0;
}

測試輸出結果:
image

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