数据结构：栈

1.栈的概念：

1.栈是限定仅在表尾进行插入或删除的线性表。对于栈来说表尾具有特殊性，称为栈顶，相应表头被称为栈底。不含元素的空表被称为空栈。

2.栈的修改是按照先进后出的原则，因此栈又称为先进后出的线性表。

2.栈的基本操作：

1.栈的数据插入：表尾插入

2.栈的数据删除：表尾删除

3.站的初始化、判空以及取栈顶元素

3.代码实现（以c语言为例）

1.顺序栈（利用一组地址连续的存储单元依次存取自栈底到栈顶的元素）

cs 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define STACKSIZE 100

typedef struct {
    int *top;
    int *base;
    int stacksize;
} Stack;

void initStack(Stack *p) {
    p->base = (int *)malloc(STACKSIZE * sizeof(int));
    if (p->base == NULL) {
        printf("Memory allocation failed\n");
        exit(1);
    }
    p->top = p->base;
    p->stacksize = STACKSIZE;
}

int getTop(Stack *p, int *e) {
    if (p->top == p->base) {
        return -1; // Stack is empty
    }
    *e = *(p->top - 1);
    return 0; // Success
}

void push(Stack *p, int m) {
    if (p->top - p->base >= p->stacksize) {
        p->base = (int *)realloc(p->base, (p->stacksize + STACKSIZE) * sizeof(int));
        if (p->base == NULL) {
            printf("Memory reallocation failed\n");
            exit(1);
        }
        p->top = p->base + p->stacksize;
        p->stacksize += STACKSIZE;
    }
    *p->top++ = m;
}

int pop(Stack *p, int *e) {
    if (p->top == p->base) {
        return -1; // Stack is empty
    }
    *e = *--p->top;
    return 0; // Success
}

int main() {
    Stack p;
    int e, e1, e2;

    initStack(&p);

    push(&p, 3);
    push(&p, 4);
    push(&p, 5);

    if (pop(&p, &e) == -1) {
        printf("Stack is empty\n");
    }
    if (pop(&p, &e1) == -1) {
        printf("Stack is empty\n");
    }
    if (pop(&p, &e2) == -1) {
        printf("Stack is empty\n");
    }

    printf("%d, %d, %d\n", e, e1, e2);

    // Free the allocated memory
    free(p.base);

    return 0;
}

运行结果

cs 复制代码

5, 4, 3

2.也可以用链表实现栈。

4.应用场景：

1.括号匹配：

使用栈来验证字符串中的括号是否正确匹配。

2.浏览器历史记录：

浏览器使用栈来记录用户的访问历史，支持返回上一页的功能。

3.函数调用：

在程序运行时，函数调用的执行上下文会被压入调用栈中。

5.优缺点：

1.优点：实现简单，操作高效。支持先进后出的操作模式，适用于许多实际问题。

2.缺点：空间利用率可能不高（尤其是固定大小的数组实现），不支持随机访问，只能访问栈顶元素。