栈 (Stack)

定义：

栈是一种基于后进先出（Last-In-First-Out, LIFO）原则的线性数据结构。在栈中，元素的插入和删除操作只能在同一端进行，这一端称为栈顶（top）。

主要特性：

1. 后进先出 (LIFO)：最后入栈的元素将最先被移除。

2. 单向访问：只能从栈顶添加和删除元素。

3. 动态大小：栈的大小可以在运行时动态变化。

基本操作：

1. 入栈 (Push)：将元素添加到栈顶。

2. 出栈 (Pop)：从栈顶移除并返回元素。

3. 查看栈顶元素 (Peek)：获取栈顶的元素，但不将其移除。

4. 判空 (isEmpty)：检查栈是否为空。

5. 大小 (Size)：获取栈中元素的数量。

应用场景：

1. 函数调用：函数调用的参数、返回地址和局部变量通常存储在栈中。

2. 表达式求值：例如，中缀表达式转换为后缀表达式或计算机语言解析。

3. 内存管理：在某些操作系统和编程语言中，栈用于管理程序的内存分配。

实现：

栈可以使用多种方式实现，例如：

1. 数组实现：使用数组来存储元素，并使用一个指针来标识栈顶。

2. 链表实现：使用链表来存储元素，使得入栈和出栈操作更加高效。

优缺点：

优点：

• 提供了一种有序的、后进先出的数据访问方式。

• 简单、直观且易于实现。

缺点：

• 如果底层实现为数组，并且栈的大小未预先定义，可能会导致溢出。

• 链表实现的栈可能会导致更高的内存使用和碎片化。

总结：

栈是一种非常有用的数据结构，它为我们提供了一种有序、预测性的数据处理方式。通过了解其工作原理和基本操作，我们可以更有效地应用栈来解决各种问题，如函数调用、表达式求值和内存管理等。