栈式结构,是一种线性数据结构,它是一种只允许在表尾进行插入和删除操作的线性表。栈被称为“后进先出”(Last In First Out,LIFO)的线性数据结构。即最后插入的元素最先被取出。
例如,我们可以把栈比做一摞盘子,新盘子只能放在最上面,当要取盘子时,只能从最上面一个一个地取出。
栈可以通过数组或链表实现。使用数组来实现栈,需要预先确定栈的大小,在这个大小范围内可以进行插入和删除操作。使用链表来实现栈,可以实现变长的栈,不再需要预先确定栈的大小。
对于使用数组实现栈的情况,我们可以定义一个指针来指向栈顶元素,每次插入和删除元素时,更新该指针即可。而使用链表实现栈,我们只需要在链表头部插入和删除元素即可。
栈在计算机科学领域有广泛的应用。如在编译器中,常常使用栈来存储函数的局部变量,函数调用时,先将实参压入栈中,然后调用子函数,在子函数中,将局部变量压入栈中。当子函数结束时,取出栈中的局部变量返回到主函数,最后取出实参。在操作系统中,栈用于存储进程的执行状态。在算法领域中,一些经典的算法使用栈来辅助实现,例如深度优先搜索。
优点:相较于其他数据结构,栈的应用更加简单。由于栈是一种线性表,只允许在表尾进行操作,所以操作的时间复杂度较低,每一次操作时间复杂度为O(1)。
缺点:由于栈只允许在表尾进行操作,所以在删除或插入元素时,只能删除或插入栈顶元素。如果需要操作其他元素,则需要先将栈顶元素出栈,再进行操作。这样会导致一些操作的时间复杂度变高。