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栈(Stack)

栈数据结构的简介、用途及其功能。

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栈(Stack)

栈数据结构的简介、用途及其功能。

简介

我们都很熟悉几乎所有流行应用程序中都存在的“撤销”功能。你是否曾好奇过它是如何实现的?其实,系统会将工作状态的前一时刻(数量有限)按顺序存储在内存中,使得最近的状态排在最前面。如果使用普通的数组来实现这一点,效率会很低,原因我们将在接下来的章节中详细探讨。这时,栈(Stack)数据结构就派上用场了。

栈遵循后进先出(LIFO) 的原则。这意味着最后加入的元素位于栈顶,而最早加入的元素则在栈底。

一个现实生活中的栈的例子是书堆。如果你想取到中间某本书,就必须先把上面所有的书都拿走。同样,你最后放入书堆的那本书,正好在最上面!

...

栈有什么用途?

尽管实现简单,栈却能解决许多复杂的问题!

许多著名的算法,如深度优先搜索和表达式求值算法,都利用了栈的功能。栈常用于:

  • 回溯到之前的任务或状态,例如在递归代码中
  • 保存一个尚未完成的任务,例如在图中从某个点出发探索两条不同路径时,用来寻找到达目标的最短路径

栈是如何工作的?

栈可以通过多种方式实现,但一个典型的栈必须具备以下功能:

函数作用说明
push(value)将元素插入栈顶
pop()移除栈顶元素并返回该元素
isEmpty()若栈为空,返回布尔值 1(真)
getTop()返回最近添加的元素

下图是一个关于 push(value) 和 pop() 函数的高层次演示动画。

链表简介

栈(实现)