【什么是堆栈】堆栈（Stack）是计算机科学中一种非常基础且重要的数据结构，广泛应用于程序设计、内存管理、函数调用等场景。它遵循“后进先出”（LIFO, Last In First Out）的原则，即最后被插入的元素最先被取出。
一、堆栈的基本概念
堆栈是一种线性数据结构，只允许在一端进行插入和删除操作，这一端称为“栈顶”，而另一端则为“栈底”。常见的操作包括：
- Push（入栈）：将元素添加到栈顶。
- Pop（出栈）：移除并返回栈顶的元素。
- Peek（查看栈顶）：查看栈顶元素但不移除它。
- IsEmpty（判断是否为空）：检查栈是否为空。
- Size（获取大小）：返回栈中元素的数量。
二、堆栈的应用场景
堆栈在实际编程中有着广泛的应用，以下是一些常见的用途：
| 应用场景 | 说明 |
| 函数调用 | 程序执行时，调用函数会将返回地址、参数等信息压入栈中，函数结束时再弹出。 |
| 表达式求值 | 在编译器中用于处理算术表达式的运算顺序，如中缀转后缀表达式。 |
| 撤销操作 | 如文本编辑器中的“撤销”功能，通过栈保存用户操作记录。 |
| 内存管理 | 系统使用栈来分配和释放局部变量的空间。 |
| 回溯算法 | 在深度优先搜索等算法中，利用栈保存路径信息。 |
三、堆栈的实现方式
堆栈可以通过数组或链表两种方式实现：
| 实现方式 | 优点 | 缺点 |
| 数组实现 | 随机访问快，内存连续 | 容量固定，可能溢出 |
| 链表实现 | 动态扩展，灵活 | 访问速度较慢，需要额外指针 |
四、堆栈与队列的区别
| 特性 | 堆栈 | 队列 |
| 原则 | 后进先出（LIFO） | 先进先出（FIFO） |
| 操作方向 | 栈顶 | 队头 |
| 应用 | 函数调用、括号匹配 | 任务调度、缓冲区 |
| 数据流动 | 单向 | 双向 |
五、总结
堆栈是一种简单却强大的数据结构，其“后进先出”的特性使其在许多计算机系统中扮演着关键角色。无论是程序运行时的内存管理，还是日常软件的功能实现，堆栈都发挥着不可替代的作用。理解堆栈的原理和应用，有助于更深入地掌握编程和算法设计的核心思想。