C/C++数据结构之栈基础

概述

在食堂或自助餐厅中，清洁的餐盘通常会按照从下到上的顺序堆叠在一起。服务员或者顾客需要使用时，总是从最上面取一个盘子来用，而不是从最下面取一个盘子。为什么呢？因为这些盘子是"后放上去的先拿出来"。这其实就是我们今天要介绍的数据结构 ------ 栈（Stack）。

原理

我们可以把栈想象成这样一个箱子：它只有一个口，叫做栈顶，所有东西都必须从这个口进去或出来。放东西进去，叫压栈（Push）。拿东西出来，叫弹栈（Pop）。

在下面的表格中，我们在不同时间对箱子做了不同的动作。可以看到，越晚放进箱子里的东西，越早被拿出来。

时间	动作	箱子里的内容
第1秒	Push A	$A$
第2秒	Push B	$A, B$
第3秒	Push C	$A, B, C$
第4秒	Pop	$A, B$ → 弹出的是C
第5秒	Pop	$A$ → 弹出的是B

栈的核心思想是：后进先出（LIFO：Last In First Out）。也就是说：最后放进来的元素，最先被取出；最先放进来的元素，最后才能被取出。

STL中的栈

在C++ STL标准模板库中，已经提供了栈这种数据结构，即std::stack。如何使用std::stack，可以参考下面的示例代码。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <stack>

using namespace std;

int main()
{
    stack<int> s;

    // 压入66
    s.push(66);

    // 压入77
    s.push(77);
    
    // 压入88
    s.push(88);

    while (!s.empty())
    {   
        // 打印栈顶元素
        cout << s.top() << " ";

        // 弹出栈顶元素
        s.pop();
    }

    return 0;
}

总结

栈是一种非常重要的线性数据结构，遵循后进先出的原则。栈中元素只能从栈顶进行插入或删除操作，栈底固定不动。栈的典型应用场景包括：函数调用栈、表达式求值与转换、括号匹配检查等。在C/C++中，栈可以通过数组或链表来实现，我们会在后续的文章中专门进行介绍。