GESP6级C++考试语法知识（十五、数据结构（一、认识栈 Stack））

第一课《神秘的薯片桶------认识栈 Stack》

🌟一、故事开场：薯片桶里的秘密

1、在遥远的「数据结构王国」里，住着一位奇怪的厨师：

👨‍🍳薯片大师 Stackman！

2、他有一个神奇的薯片桶。

这个桶很特别：

只能从顶部放薯片

只能从顶部拿薯片

下面的薯片永远压在最底下

3、有一天，小勇士阿 C 来到了厨房。

（1）他先放进去：

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番茄味薯片

（2）接着又放进去：

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黄瓜味薯片

（3）最后又放进去：

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烤肉味薯片

（4）现在桶里变成了：

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↑ 桶顶
烤肉味
黄瓜味
番茄味
↓ 桶底

4、🤔问题来了！

（1）现在阿 C 想拿薯片。

请问：

他最先拿到的是谁？

（2）很多同学会说：

"当然是第一个放进去的番茄味呀！"

（3）结果 Stackman 笑着说：

❌ 不对！

因为：

桶只能从顶部拿！

（4）所以最先拿到的是：

✅ 烤肉味！

5、🌟这就是今天的主角：

🎯栈（Stack）

🌟二、什么是栈？

1、栈是一种特殊的数据结构。

（1）它有一个非常重要的规则：

⚡后进先出

（2）英文叫：

LIFO

（3）全称：

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Last In First Out
最后进入，最先出去

🌟三、生活中的"栈"

其实生活里到处都有栈！

🍽️例子1：叠盘子

食堂阿姨把盘子一个一个叠起来：

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5号盘
4号盘
3号盘

谁最先被拿走？

✅ 最上面的 5号盘！

📚例子2：书堆

你把书一本一本放：

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漫画书
数学书
语文书

想拿语文书怎么办？

❌ 不行！

必须先拿走上面的书。

🎮例子3：游戏撤回

很多游戏：

最后一步先撤销

最新操作先取消

这也是栈！

🌟四、栈的四种基本操作

栈虽然厉害，但基本动作就几个。

就像一个只会四招的大侠。

1、⚔️第一招：push（压栈）

（1）意思：

👉 放进去

（2）比如：

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push(5)

（3）表示：

把 5 放进栈里。

2、🌟演示

（1）开始时：

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空

（2）放入 5：

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5 ← 栈顶

（3）再放入 8：

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8 ← 栈顶
5

（4）再放入 3：

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3 ← 栈顶
8
5

3、⚔️第二招：pop（出栈）

意思：

👉 把顶部元素拿走

4、🌟演示

（1）现在：

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3 ← 栈顶
8
5

（2）执行：

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pop();

（3）3 被拿走！

变成：

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8 ← 栈顶
5

5、⚔️第三招：top（查看栈顶）

意思：

👉 偷偷看看顶部是谁

但不拿走。

6、🌟演示

（1）现在：

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8 ← 栈顶
5

（2）执行：

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top();

（3）得到：

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（4）但栈不变！

7、⚔️第四招：empty（是否为空）

意思：

👉 栈里还有没有东西？

8、🌟演示

（1）如果：

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空

（2）那么：

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empty()

（3）结果：

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true

🌟五、要理解"后进先出"

1、这是今天最重要的部分！

很多同学会背：

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后进先出

但没有真正理解。

现在我们来玩一个小游戏。

2、🎮小游戏：《猜猜看》

汉克老师准备了一个不透明的圆桶。

规定：

只能从圆桶顶部放球进去

同样只能从圆桶顶部拿球出来

🌟步骤1

放入红球：

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红

🌟步骤2

再放蓝球：

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蓝 ← 顶部
红

🌟步骤3

再放黄球：

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黄 ← 顶部
蓝
红

🤔现在拿球！

第一个出来的是谁？

✅ 黄球！

第二个呢？

✅ 蓝球！

最后：

✅ 红球！

🌟规律发现

最后进去：

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黄

最先出来！

这就是：

🌟后进先出！

🌟六、用数组实现一个栈

终于来到真正的 C++程序实践了！

1、🌟栈像什么？

可以把数组想成：

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一个一个的小柜子

比如：

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int st[100];

表示：

100 个柜子。

2、🌟还需要一个"栈顶指针"

我们需要知道：

👉 现在顶部在哪。

于是：

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int top = 0;

3、🤔top 是什么？

可以理解成：

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当前栈里有多少个元素

🌟七、push 的实现

1、🎯目标

把元素放进去。

2、🌟代码

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st[top] = x;
top++;

3、🌟过程理解

（1）假设：

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top = 0

（2）执行：

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push(5)

（3）实际上：

第一步

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st[0] = 5;

数组：

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第二步

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top++;

变成：

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top = 1

表示：

栈里已经有 1 个元素了。

🌟八、pop 的实现

1、🌟代码

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top--;

2、🤔为什么不用删除？

因为：

我们只需要：

👉 让 top 往回退。

就像：

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"这个位置不用了"

🌟九、完整代码（数组栈）

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#include <iostream>
using namespace std;

int st[100];
int top = 0;

int main() {

    // push
    st[top] = 5;
    top++;

    st[top] = 8;
    top++;

    st[top] = 3;
    top++;

    // 输出栈顶
    cout << "栈顶元素：" << st[top - 1] << endl;

    // pop
    top--;

    cout << "弹出后栈顶：";
    cout << st[top - 1] << endl;

    return 0;
}

🌟十、运行过程动画

1、初始：

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空
top = 0

2、push(5)

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5
top = 1

3、push(8)

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8 ← 顶
5
top = 2

4、push(3)

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3 ← 顶
8
5
top = 3

5、pop()

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8 ← 顶
5
top = 2

🌟十一、课堂超级总结

1、🎯栈的特点

✅ 只能操作顶部

✅ 后进先出

2、🎯四大操作

操作	作用
push	放入
pop	删除顶部
top	查看顶部
empty	判空

3、🎯生活中的栈

✅ 薯片桶

✅ 叠盘子

✅ 撤回操作

✅ 书堆

🌟十二、课后挑战（举一反三）

🎮挑战1

依次压栈：

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1 2 3 4

请问：

出栈顺序是什么？

🎮挑战2

如果：

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栈顶
7
2
9

执行一次 pop 后：

新的栈顶是谁？

🎮挑战3

为什么浏览器"后退"适合用栈？

试着自己解释！

🌟十三、今天所学的知识

最重要的不是代码。

而是：

🌟脑子里要真正出现"压上去"和"弹出来"的画面。

以后学：

DFS

单调栈

表达式计算

括号匹配

都会用到今天的思想！

所以：

今天这一课，

其实是很多算法的大门！