栈数据结构：先进后出的灵活利器

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2023-12-27 08:10:37

各位程序员大家好，今天我们将踏入数据结构的迷人世界，探索栈这种先进后出的数据结构。让我们揭开它的奥秘，了解它的运作方式以及它在实际应用中的强大之处。

栈的本质：先进后出

想象一个弹簧装置，你只能从一端添加或移除物品。这就是栈的本质，它是一种先进后出（LIFO） 数据结构。也就是说，第一个添加的元素（或者说弹簧里的第一个物体）将是最后一个移除的。

这种先进后出的特性使其在某些情况下非常实用，例如：

浏览器历史记录： 当你浏览网页时，栈会记录你访问过的页面。当你点击“后退”按钮时，你会出栈（移除）当前页面，进栈（添加）上一个页面。
函数调用： 当程序调用函数时，栈会记录每个函数的调用顺序。当函数执行完毕时，它会出栈，将控制权返回给调用函数。
撤销/重做功能： 许多软件都提供撤销和重做功能，这是通过使用栈来实现的。每次执行一个操作，该操作就会进栈。当用户撤销操作时，该操作就会出栈，恢复到上一个状态。

栈的操作

栈有两种基本操作：

进栈（压栈） ：将元素添加到栈顶。
出栈（弹栈） ：从栈顶移除元素。

这些操作遵循严格的先进后出原则，确保最近进栈的元素总是第一个出栈。

实现栈

栈可以在不同编程语言中以多种方式实现。最常见的实现方法是使用数组或链表。

数组实现：

class Stack:
    def __init__(self):
        self.array = []

    def push(self, item):
        self.array.append(item)

    def pop(self):
        return self.array.pop()

链表实现：

class Stack:
    def __init__(self):
        self.top = None

    def push(self, item):
        new_node = Node(item)
        new_node.next = self.top
        self.top = new_node

    def pop(self):
        if self.top is not None:
            item = self.top.data
            self.top = self.top.next
            return item