链栈，作为数据结构中的一个重要概念，是栈的一种实现方式，使用链表而非数组来存储栈中的元素。链栈在动态内存管理上具有优势，能够有效地处理大小不确定的数据集，无需预先分配固定大小的存储空间。下面将详细介绍链栈的基本概念、特点以及链栈的各种基本操作。
### 链栈的基本概念
链栈由一系列节点组成，每个节点包含两部分：数据域和指针域。数据域用于存储栈中的实际数据，而指针域则用于指向下一个节点。链栈的顶部由一个特殊的指针（通常称为top或head）指示，该指针指向栈顶元素所在的节点。
### 链栈的特点
1. **动态性**：链栈的大小可以动态变化，当栈中需要插入或删除元素时，可以通过动态内存分配或释放来增加或减少存储空间。
2. **灵活的存储**：与数组实现的栈相比，链栈不需要连续的存储空间，因此在存储碎片化的内存环境中表现更佳。
3. **易于实现**：链栈的实现主要依赖于链表的操作，包括节点的创建、连接和释放，这些操作相对简单且直观。
### 链栈的基本操作
1. **初始化链栈**：通过创建一个空链表来初始化链栈，通常设置一个指向栈顶的空指针。
```c
void InitStack(LiStack*& s) {
s = (LiStack*)malloc(sizeof(LiStack));
s->next = NULL;
}
```
2. **判断链栈是否为空**：检查栈顶指针是否为NULL，如果是，则表示栈为空。
```c
int StackEmpty(LiStack* s) {
return (s->next == NULL);
}
```
3. **进栈操作**：在栈顶插入一个新元素，通常涉及创建一个新节点，并将其插入到栈顶指针所指向的位置。
```c
void Push(LiStack*& s, ElemType e) {
LiStack* p = (LiStack*)malloc(sizeof(LiStack));
p->data = e;
p->next = s->next;
s->next = p;
}
```
4. **获取链栈长度**：遍历链栈，计算节点数量。
```c
int StackLength(LiStack* s) {
int n = 0;
LiStack* p = s->next;
while (p != NULL) {
n++;
p = p->next;
}
return (n);
}
```
5. **输出栈顶至栈底的元素**：从栈顶开始，逐个访问并输出每个节点的数据。
```c
void DispStack(LiStack* s) {
LiStack* p = s->next;
while (p != NULL) {
fprintf(fm, "%c", p->data);
p = p->next;
}
}
```
6. **出栈操作**：从栈顶移除一个元素，通常涉及释放栈顶节点的存储空间，并更新栈顶指针。
```c
void Pop(LiStack*& s, ElemType& e) {
LiStack* p = s->next;
e = p->data;
s->next = p->next;
free(p);
}
```
7. **释放链栈**：遍历整个链栈，释放所有节点的存储空间。
```c
void ClearStack(LiStack*& s) {
LiStack* p = s, *q = s->next;
while (q != NULL) {
free(p);
p = q;
q = p->next;
}
free(p);
}
```
以上操作是链栈中最基本的功能，它们共同构成了链栈的主要功能集。链栈的灵活性和动态性使其在多种应用场景中都表现出色，尤其是在处理大小不确定的数据集合时，其优势更为明显。
