C 语言手动实现栈结构：入栈与出栈详解

C 语言手动实现栈结构：入栈与出栈详解

栈（Stack）是线性表中一种重要的数据结构，遵循'后进先出'（LIFO）原则。在实际开发中，有时我们需要脱离标准库，手动构建一个轻量级的栈结构来适应特定需求。下面分享一个经典的 C 语言版本实现，采用单链表作为底层存储，重点展示指针操作与内存管理。

头文件设计

首先定义栈的结构体及接口声明。这里使用 struct stack 包含数据域和指向下一个节点的指针。

#ifndef _1_H
#define _1_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#define TRUE 1
#define FALSE 0

// 结构体定义
typedef struct stack
{
    int score;
    struct stack *next;
}STACK;

STACK *initStack(STACK *t);
int EMPTY(STACK *t);
STACK *PUSH(STACK *t,int x);
STACK *POP(STACK *t,int *x);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

核心实现逻辑

接下来看具体的函数实现。初始化时只需将头指针置空；判空则检查头指针是否为 NULL。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "1.h"

STACK *initStack(STACK *t)
{
    t = NULL;
    return t;
}

int EMPTY(STACK *t)
{
    return ((NULL == t) ? TRUE : FALSE);
}

入栈操作（PUSH）需要动态分配内存。注意检查 malloc 是否成功，防止内存不足导致程序崩溃。新节点插入头部，并更新头指针。

STACK *PUSH(STACK *t,int x)
{
    STACK *p;
    p = (STACK *)malloc(sizeof(STACK));
    if(NULL == p)
    {
        printf("memory error\n");
        return NULL;
    }
    p->score = x;
    p->next = t;
    return p;
}

出栈操作（POP）相对复杂些。需要先保存当前头节点，读取数据，然后移动头指针，最后释放旧节点内存。这里有个细节：函数返回新的头指针，调用者必须接收这个返回值才能正确维护栈顶状态。

STACK *POP(STACK *t,int *x)
{
    STACK *p;
    if(NULL == t)
    {
        printf("underflow\n");
        return NULL;
    }
    else
    {
        *x = t->score;
        p = t;
        t = t->next;
        free(p);
        return t;
    }
}

测试验证

最后在主函数中模拟压入一组数据，再依次弹出，观察顺序是否符合预期。

int main()
{
    int a[]={50,80,70,90},b[4]={0};
    int i,score,flag;
    STACK *top;
    top = initStack(top);
    flag = EMPTY(top);
    printf("-----------------------------\n");
    printf("this stack's empty flag is %d\n",flag);
    printf("-----------------------------\n");
    printf("PUSH:\n");
    for(i =0;i < 4;i++)
    {
        printf("%d\n",a[i]);
        top = PUSH(top, a[i]);
    }
    flag = EMPTY(top);
    printf("-----------------------------\n");
    printf("this stack's empty flag is %d\n",flag);
    printf("-----------------------------\n");
    printf("POP:\n");
    for(i =0;i < 4;i++)
    {
        top = POP(top, &b[i]);
        printf("%d\n",b[i]);
    }
    flag = EMPTY(top);
    printf("-----------------------------\n");
    printf("this stack's empty flag is %d\n",flag);
    printf("-----------------------------\n");
    top =NULL;
    return 0;
}

总结

这段代码虽然简单，但涵盖了栈操作的核心要点。实际使用时，建议增加错误处理机制，比如更详细的日志或异常抛出。另外，确保每次 malloc 都有对应的 free，避免内存泄漏。对于初学者来说，理解指针在函数间的传递与返回是掌握此类实现的关键。