堆栈：从基本概念到应用

堆栈，一种独特且有用的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。在本篇博文中，我们将深入探讨堆栈的概念、操作和应用，并深入理解其在各种场景中的重要性。

堆栈是一种受限的线性表，其中数据元素的插入和删除只能在列表的一端进行，即称为栈顶。与线性表不同，堆栈遵循后进先出 (LIFO) 的原则，这意味着最后插入的数据元素将最先被删除。

堆栈有两个基本操作：

• push()： 将数据元素压入堆栈，将其放在栈顶。
• pop()： 从堆栈中弹出数据元素，移除并返回栈顶元素。

堆栈在各种应用中发挥着至关重要的作用，包括：

• 函数调用： 函数调用和返回时，参数和局部变量被压入和弹出堆栈。
• 表达式求值： 中缀表达式可以通过使用堆栈转换为后缀表达式，从而简化求值过程。
• 递归算法： 递归算法通过将函数调用压入堆栈来跟踪递归调用序列。
• 浏览器历史记录： Web 浏览器使用堆栈来跟踪用户访问过的网页，允许前进和后退操作。
• 撤销/重做功能： 许多应用程序利用堆栈来存储已执行的操作，使撤销和重做成为可能。

以下使用 C++ 编写了一个简单的堆栈实现：

class Stack {
private:
    int top;
    int size;
    int* arr;
public:
    Stack(int size) {
        this->size = size;
        top = -1;
        arr = new int[size];
    }

    void push(int data) {
        if (top == size - 1) {
            cout << "Stack is full" << endl;
            return;
        }
        arr[++top] = data;
    }

    int pop() {
        if (top == -1) {
            cout << "Stack is empty" << endl;
            return -1;
        }
        return arr[top--];
    }
};

堆栈是一种强大的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。理解堆栈的基本概念和操作至关重要，因为它为许多关键应用程序奠定了基础。通过掌握堆栈，您可以提高代码效率、解决复杂问题并创建功能更强大的软件解决方案。