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什么是堆栈
- 编辑：祝德怡
- 2025-09-29 12:05:29
- 来源：网易
【什么是堆栈】在计算机科学中，堆栈（Stack） 是一种常用的数据结构，它遵循“后进先出”（LIFO, Last In First Out）的原则。也就是说，最后被添加到堆栈中的元素，会最先被移除。堆栈在程序设计、内存管理、函数调用等多个领域都有广泛应用。
为了更清晰地理解堆栈的概念和特性，以下是对堆栈的总结与对比分析：
一、堆栈的基本概念
| 项目 | 内容 |
| 定义 | 一种线性数据结构，只允许在一端进行插入或删除操作。 |
| 原则 | 后进先出（LIFO） |
| 操作 | 入栈（push）、出栈（pop）、查看栈顶元素（peek） |
| 应用场景 | 函数调用、表达式求值、括号匹配、回溯算法等 |
二、堆栈的特性
| 特性 | 描述 |
| 顺序性 | 数据按照入栈顺序排列，只能从顶部访问 |
| 限制性 | 只能对栈顶元素进行操作，不允许直接访问中间或底部元素 |
| 简单性 | 操作逻辑简单，易于实现和维护 |
| 高效性 | 入栈和出栈操作的时间复杂度为 O(1) |
三、堆栈与队列的区别
| 项目 | 堆栈 | 队列 |
| 原则 | 后进先出（LIFO） | 先进先出（FIFO） |
| 操作 | push、pop、peek | enqueue、dequeue、peek |
| 用途 | 函数调用、递归、撤销操作等 | 任务调度、缓冲处理、消息队列等 |
| 访问方式 | 只能访问栈顶元素 | 可以访问队首和队尾元素 |
四、堆栈的实际应用
| 应用场景 | 说明 |
| 函数调用 | 调用函数时，参数和返回地址会被压入堆栈，函数执行完毕后弹出 |
| 表达式求值 | 用于中缀表达式转后缀表达式，以及计算后缀表达式的值 |
| 括号匹配 | 检查字符串中的括号是否匹配，如“{[()]}” |
| 编译器实现 | 在编译过程中，用于保存临时变量和上下文信息 |
五、堆栈的实现方式
| 实现方式 | 说明 |
| 数组实现 | 使用数组模拟堆栈，通过索引控制栈顶位置 |
| 链表实现 | 使用链表结构，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针 |
| 动态数组 | 根据需要动态扩展数组大小，提高灵活性 |
总结
堆栈是一种简单但功能强大的数据结构，其核心特点是“后进先出”，适用于多种编程场景。无论是程序运行时的函数调用，还是算法中的递归处理，堆栈都扮演着重要角色。了解堆栈的原理和应用场景，有助于更好地掌握程序设计的核心思想。
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