【什么是堆栈】堆栈（Stack）是一种常见的数据结构，具有“后进先出”（LIFO, Last In First Out）的特性。它在计算机科学中广泛应用，常用于程序执行、内存管理、函数调用等场景。理解堆栈的基本概念和功能有助于更好地掌握程序运行机制。
一、堆栈的定义
堆栈是一种线性数据结构，只能在一端进行插入和删除操作，这一端称为“栈顶”。其他部分称为“栈底”。堆栈的操作主要包括：
- 压栈（Push）：将元素添加到栈顶。
- 弹栈（Pop）：从栈顶移除一个元素。
- 查看栈顶元素（Peek/Top）：查看栈顶元素但不删除。
堆栈的实现可以是数组或链表形式，具体取决于应用场景和性能需求。
二、堆栈的应用场景
| 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、参数等信息压入堆栈，函数结束时再弹出。 |
| 表达式求值 | 在编译器中，堆栈用于处理括号匹配、运算符优先级等问题。 |
| 撤销操作 | 如文本编辑器中的“撤销”功能，通过堆栈记录用户操作历史。 |
| 内存管理 | 系统为每个进程分配一个堆栈空间，用于存储临时变量和函数调用信息。 |
三、堆栈与队列的区别
| 特性 | 堆栈 | 队列 |
| 操作方式 | 后进先出（LIFO） | 先进先出（FIFO） |
| 插入位置 | 栈顶 | 队尾 |
| 删除位置 | 栈顶 | 队头 |
| 典型应用 | 函数调用、表达式解析 | 任务调度、缓冲区管理 |
四、堆栈的优缺点
| 优点 | 缺点 |
| 操作简单高效，时间复杂度为O(1) | 只能访问栈顶元素，无法直接访问中间元素 |
| 适合实现递归和回溯算法 | 空间有限，容易出现溢出 |
| 便于实现某些特定问题的逻辑 | 不适合需要频繁随机访问的数据结构 |
五、总结
堆栈是一种基础而重要的数据结构，广泛应用于编程、操作系统和算法设计中。它的核心特点是“后进先出”，适用于需要临时保存和快速访问数据的场景。虽然堆栈有其局限性，但在许多实际应用中仍然不可或缺。
通过理解堆栈的原理和使用方式，可以更高效地解决程序中的各种问题，并提升代码的可维护性和性能。