通过链表实现栈——C++

本文介绍如何用链表实现栈（Stack）的数据结构，并提供示例代码。在C++中，我们通常使用类（class）实现数据结构，因此本文中的实现也将是通过类来实现的。

栈的概念

栈（Stack）是一种LIFO（Last In First Out）的数据结构，也就是说，后进入的元素会先从栈中弹出。栈具有以下两个基本操作：

1. Push：将元素加入栈顶；
2. Pop：将栈顶元素弹出。

用链表实现栈

链表（Linked List）是一种常见的数据结构，也可用作实现栈的底层实现。链表中每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，如果链表为空，则该节点的指针为空。

为了实现栈，我们需要创建一个类来表示节点。在C++中，可以使用struct关键字定义节点结构体。节点结构体应该至少包含以下两个属性：

1. 数据元素；
2. 指向下一元素的指针。

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

每个节点可以看作栈中的一个元素，其中data为节点的数据，next为指向下一个元素的指针。接下来，我们需要创建一个类来表示栈。

我们可以将栈实现为一个类，其中定义了节点的数据结构，以及Push和Pop栈操作。我们可以创建一个私有成员变量来跟踪栈顶元素，以及定义接受任何类型数据的Push和Pop方法。

class Stack {
 private:
  Node* top;

 public:
  Stack() {
    top = NULL;
  }

  void Push(int data) {
    Node* newNode = new Node();
    newNode->data = data;
    newNode->next = top;
    top = newNode;
  }

  void Pop() {
    if (top == NULL) {
      cout << "Stack is empty" << endl;
    } else {
      Node* temp = top;
      top = top->next;
      delete temp;
    }
  }
};

Push方法的实现通过创建一个新的节点来实现，将元素加入栈顶，并更新栈顶指针。Pop方法的实现包括检查栈是否为空，并从栈顶弹出所需的元素。值得注意的是，我们在删除节点后需要使用delete运算符来释放分配的内存。

栈的使用示例

现在我们已经定义了栈的实现，我们可以使用以下代码来创建一个对象，并执行一些操作：

int main() {
  Stack s;

  s.Push(1);
  s.Push(2);
  s.Push(3);

  s.Pop();
  s.Pop();
  s.Pop();
  s.Pop();

  return 0;
}

在上面的代码中，我们首先创建了一个Stack类的新实例，然后分别使用Push方法添加三个元素。接下来，我们调用Pop方法四次。由于我们在Pop方法中检查了栈是否为空，因此在尝试弹出元素时，程序将输出“Stack is empty”消息。

结论

本文介绍了如何用链表实现栈的数据结构，并提供了基于C++的示例代码。通过使用链表来实现栈，我们可以轻松地使用C++在程序中处理LIFO数据结构。希望您能够从中受益并开发出更优秀的程序。