链栈，即用链表实现栈存储结构。

链栈的实现思路同顺序栈类似，顺序栈是将数顺序表(数组)的一端作为栈底，另一端为栈顶；链栈也如此，通常我们将链表的头部作为栈顶，尾部作为栈底，如图 1 所示：

图 1 链栈示意图

将链表头部作为栈顶的一端，可以避免在实现数据 "入栈" 和 "出栈" 操作时做大量遍历链表的耗时操作。

链表的头部作为栈顶，意味着：

在实现数据"入栈"操作时，需要将数据从链表的头部插入；

在实现数据"出栈"操作时，需要删除链表头部的首元节点；

因此，链栈实际上就是一个只能采用头插法插入或删除数据的链表。

链栈元素入栈

例如，将元素 1、2、3、4 依次入栈，等价于将各元素采用头插法依次添加到链表中，每个数据元素的添加过程如图 2 所示：

图 2 链栈元素依次入栈过程示意图

C语言实现代码为：

//链表中的节点结构

typedef struct lineStack{

int data;

struct lineStack * next;

}lineStack;

//stack为当前的链栈，a表示入栈元素

lineStack* push(lineStack * stack,int a){

//创建存储新元素的节点

lineStack * line=(lineStack*)malloc(sizeof(lineStack));

line->data=a;

//新节点与头节点建立逻辑关系

line->next=stack;

//更新头指针的指向

stack=line;

return stack;

}

链栈元素出栈

例如，图 2e) 所示的链栈中，若要将元素 3 出栈，根据"先进后出"的原则，要先将元素 4 出栈，也就是从链表中摘除，然后元素 3 才能出栈，整个操作过程如图 3 所示：

图 3 链栈元素出栈示意图

因此，实现栈顶元素出链栈的 C 语言实现代码为：

//栈顶元素出链栈的实现函数

lineStack * pop(lineStack * stack){

if (stack) {

//声明一个新指针指向栈顶节点

lineStack * p=stack;

//更新头指针

stack=stack->next;

printf("出栈元素：%d ",p->data);

if (stack) {

printf("新栈顶元素：%d\n",stack->data);

}else{

printf("栈已空\n");

}

free(p);

}else{

printf("栈内没有元素");

return stack;

}

return stack;

}

代码中通过使用 if 判断语句，避免了用户执行"栈已空却还要数据出栈"错误操作。

总结

本节，通过采用头插法操作数据的单链表实现了链栈结构，这里给出链栈及基本操作的C语言完整代码：

#include

#include

typedef struct lineStack{

int data;

struct lineStack * next;

}lineStack;

lineStack* push(lineStack * stack,int a){

lineStack * line=(lineStack*)malloc(sizeof(lineStack));

line->data=a;

line->next=stack;

stack=line;

return stack;

}

lineStack * pop(lineStack * stack){

if (stack) {

lineStack * p=stack;

stack=stack->next;

printf("弹栈元素：%d ",p->data);

if (stack) {

printf("栈顶元素：%d\n",stack->data);

}else{

printf("栈已空\n");

}

free(p);

}else{

printf("栈内没有元素");

return stack;

}

return stack;

}

int main() {

lineStack * stack=NULL;

stack=push(stack, 1);

stack=push(stack, 2);

stack=push(stack, 3);

stack=push(stack, 4);

stack=pop(stack);

stack=pop(stack);

stack=pop(stack);

stack=pop(stack);

stack=pop(stack);

return 0;

}

程序运行结果为：

弹栈元素：4 栈顶元素：3

弹栈元素：3 栈顶元素：2

弹栈元素：2 栈顶元素：1

弹栈元素：1 栈已空

栈内没有元素