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1 C++stack前言与背景
1.1 前言
在日常生活中,我们经常会接触到一些具有“后进先出”特性的场景,例如堆叠书本、餐具摞放、撤销操作等。这些行为背后都暗含着栈(Stack)这一经典的数据结构概念。在程序设计中,栈以其操作简单、逻辑清晰的特点,广泛应用于表达式求值、括号匹配、递归调用等问题。
C++ 提供了强大的标准模板库(STL),其中
std::stack
是对栈的直接封装。然而,学习如何手动实现一个栈可以帮助我们理解其工作原理,同时提升我们的逻辑能力和代码实现能力。本篇博客将从栈的背景出发,深入探讨其原理,并以手动实现为切入点,带领读者领略栈的核心魅力。
1.2 背景
栈通常有两种常见的实现方式:
- 基于数组的实现: 使用固定大小的数组存储栈元素,简单高效,但需要提前确定容量,可能导致浪费或溢出。
- 基于链表的实现: 使用动态链表存储栈元素,支持动态扩展,但实现和管理相对复杂。
栈的应用场景
栈以其独特的操作方式,被广泛应用于许多程序设计问题中,以下是一些经典场景:
- 表达式求值: 使用后缀表达式(逆波兰表达式)进行高效计算。
- 括号匹配: 验证字符串中括号是否成对出现并正确嵌套。
- 递归实现: 通过函数调用栈实现递归算法。
- 撤销操作: 用于文本编辑器等工具中保存历史操作。
在 C++ 中,栈(stack)是一个非常常用的数据结构,它以**后进先出(LIFO, Last In First Out)**的方式进行操作。虽然 STL 提供了现成的
std::stack
,但学习如何手动实现一个栈不仅能帮助我们理解其底层原理,还能提升代码能力。本文将从栈的原理、手动实现及其实际应用三个方面来讲解。