栈的读法:uFU
初识栈
栈(Stack)是一种先进后出(Last In First Out,LIFO)的数据结构,它只允许在栈的一端进行插入和删除操作,这一端被称为栈顶,另一端称为栈底。
栈的应用
栈广泛应用于编程语言中的函数调用、递归算法、回溯算法等场景中。在程序运行过程中,每个函数都会建立自己的栈,在执行完成后返回主调用函数时,返回值和临时变量都会被弹出。
栈的实现
栈可以用数组或链表实现,数组实现的栈为顺序栈,链表实现的栈为链式栈。顺序栈相对简单,但需要事先确定栈的大小;链式栈则可以无限扩展。
栈的操作
栈的基本操作包括入栈(push)和出栈(pop),以及查看栈顶元素(peek)。除此之外,还有清空栈(clear)、判断栈是否为空(isEmpty)等操作。
入栈操作
入栈操作可以通过数组实现,将元素插入到数组的末尾,栈顶指针加一;也可以通过链表实现,新建一个节点插入到链表头部,栈顶指针指向新节点。
出栈操作
出栈操作是从栈顶弹出元素。对于数组实现的栈,将栈顶指针减一,返回栈顶元素即可;对于链表实现的栈,将栈顶指针指向下一个节点,删除原栈顶节点,并返回栈顶元素。
栈的应用
括号匹配
括号匹配是栈的经典应用。在判断字符串中的括号是否匹配时,可以使用栈结构。遇到左括号入栈,遇到右括号则将栈顶元素出栈并比较是否匹配。最终栈为空,则说明括号匹配。
表达式求值
表达式求值也可以通过栈来实现。将中缀表达式转为后缀表达式,然后遍历后缀表达式,并使用栈来保存数字和运算符,按照运算符的优先级进行计算,最终得到表达式的结果。
总结
栈是一种非常常用的数据结构,在算法和编程语言中都有广泛的应用。了解栈的基本操作和实现方式,能够更好地应对各种栈相关问题的解决和应用。