什么是堆栈.出栈 入栈 栈的概念及相关操作

1、堆栈的定义

堆栈是一种数据结构，它遵循“后进先出”（Last-In-First-Out，LIFO）的原则。也就是说，最后进入堆栈的元素，会第一个出栈。

堆栈有时也被称为栈（stack），是一种在代码实现中经常使用的数据结构。它可以用来管理函数调用、中断处理，以及在实现递归算法时等等。具体来说，堆栈在程序中的应用十分广泛。

2、堆栈的操作：入栈和出栈

在堆栈中，只有两种操作：入栈和出栈。入栈（Push）意味着向堆栈添加一个元素，而出栈（Pop）则是把堆栈顶部的元素移除。

虽然堆栈只有这两种基本操作，但它们足以实现复杂的功能。比如说，当我们调用函数时，参数和变量都可以通过入栈操作添加到堆栈中；当函数执行结束时，这些参数和变量则通过出栈操作移除。

3、堆栈的实现

堆栈可以使用不同的数据结构来实现，最常见的就是使用数组或链表。

使用数组来实现堆栈时，我们需要一个变量来记录堆栈顶部的位置。在执行入栈操作时，我们把新元素添加到数组的顶部，并把变量加一；而在执行出栈操作时，我们把数组顶部元素移除，并把变量减一。

使用链表来实现堆栈时，每个节点都包含两部分信息：当前节点的值，以及指向下一个节点的指针。在执行入栈操作时，我们把新节点添加到链表头部；而在执行出栈操作时，我们把链表头部节点移除，并将指针指向下一个节点。

4、堆栈的应用

堆栈在编程中的应用十分广泛，以下是堆栈常见的应用场景：

• 函数调用与返回
• 表达式求值
• 括号匹配
• 迭代深度优先搜索（DFS）
• 浏览器的“后退”功能

在函数调用过程中，堆栈记录了函数的调用链。当一个函数被调用时，它的参数和本地变量都被压入堆栈中。当函数执行完成后，这些数据就会被出栈。堆栈还可以记录调用函数时的现场信息，如指令指针、寄存器等，以便函数返回后继续执行。

表达式求值时，我们可以把表达式转换成后缀表达式，然后使用堆栈计算结果。

括号匹配是指在一个字符串中判断括号是否匹配。我们可以使用堆栈来判断左括号和右括号是否匹配。当我们遇到左括号时，就入栈；当遇到右括号时，就出栈。若堆栈为空或者栈顶元素与右括号不匹配，就表示括号不匹配。

迭代深度优先搜索时，我们可以使用堆栈来记录当前路径。当遍历到一个节点时，就将其入栈，并在遍历完子节点后出栈。这样可以保证我们先遍历到深度较深的节点。

浏览器的“后退”功能利用了堆栈的特性。每当我们访问一个网页时，都会将该网页的URL压入堆栈中。当我们点击“后退”按钮时，就弹出栈顶元素，然后跳转到该URL对应的页面。