【什么是堆栈】在计算机科学中，“堆栈”是一个非常基础且重要的概念，广泛应用于程序设计、内存管理以及算法实现中。堆栈是一种线性数据结构，遵循“后进先出”（LIFO）的原则，即最后被添加到堆栈中的元素，最先被移除。
为了更好地理解堆栈的定义、特点和应用场景，以下将从多个角度进行总结，并通过表格形式清晰展示其关键信息。
一、堆栈的基本概念
堆栈（Stack）是一种只能在一端进行插入或删除操作的数据结构，这一端称为“栈顶”。另一端称为“栈底”，通常不允许直接访问。堆栈的操作主要包括：
- 压栈（Push）：将元素添加到栈顶。
- 弹栈（Pop）：将栈顶元素移除。
- 查看栈顶元素（Peek/Top）：查看栈顶元素但不移除。
- 判断是否为空（IsEmpty）：检查栈是否为空。
二、堆栈的特点
| 特点 | 描述 |
| LIFO 原则 | 最后进入的元素最先被取出 |
| 单端操作 | 只能在栈顶进行插入和删除 |
| 简单高效 | 操作时间复杂度为 O(1) |
| 有限容量 | 可以设定最大容量限制（如数组实现时） |
三、堆栈的应用场景
| 应用场景 | 说明 |
| 函数调用 | 程序运行时，函数调用使用堆栈保存返回地址和局部变量 |
| 表达式求值 | 如计算器中的中缀表达式转后缀表达式 |
| 撤销操作 | 如文本编辑器的“撤销”功能 |
| 缓存机制 | 在某些系统中用于临时存储数据 |
| 回溯算法 | 在搜索路径中保存当前状态 |
四、堆栈的实现方式
| 实现方式 | 说明 |
| 数组实现 | 使用固定大小的数组，通过索引模拟栈顶 |
| 链表实现 | 使用链表结构动态扩展栈空间 |
| 标准库支持 | 如 C++ 的 `std::stack`、Java 的 `Stack` 类等 |
五、堆栈与队列的区别
| 对比项 | 堆栈 | 队列 |
| 操作原则 | 后进先出（LIFO） | 先进先出（FIFO） |
| 操作位置 | 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 |
六、总结
堆栈作为一种简单而强大的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。它不仅在底层系统中扮演重要角色，也在高级编程语言中提供了丰富的支持。理解堆栈的工作原理和使用方法，有助于提高程序设计的效率和代码的可维护性。
通过本文的总结和表格对比，可以更直观地掌握堆栈的核心概念及其实际应用。
