数据结构-栈：探秘C++中的“后进先出”法则

引言

在编程的世界里，数据结构是解决问题的关键武器。它们就像是魔法世界的咒语，各有千秋，适用于不同的场景。今天，我们聚焦于一个看似简单却功能强大的数据结构——栈。栈，遵循着“后进先出”（Last In First Out, LIFO）的原则，是算法工程师手中的一把利剑，尤其在解决递归、函数调用和表达式求值等问题时，显得尤为得心应手。本文将带领你从零开始，一步步揭开栈的神秘面纱。

技术概述

定义与简介

栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性数据结构。这端通常被称为“栈顶”，而另一端则被称为“栈底”。当你往栈中添加元素时，新元素会被放置在栈顶；当你从栈中移除元素时，也是从栈顶开始移除。这种操作模式决定了栈的“后进先出”特性。

核心特性和优势

• LIFO原则：最后进入栈的元素最先被移出，这在处理函数调用栈、括号匹配、逆波兰表示法等领域有着广泛的应用。
• 简单高效：栈的插入和删除操作仅需常数时间O(1)，无需移动其他元素，效率极高。
• 易于实现：无论是基于数组还是链表，栈的实现都非常直观和简单。

示例代码

让我们通过一段C++代码来实现一个简单的栈：

#include <iostream>
#include <vector>

class SimpleStack {
   
private:
    std::vector<int> elements;

public:
    void push(int element) {
   
        // Push an element onto the stack.
        elements.push_back(element);
    }

    int pop() {
   
        // Pop an element from the stack. Returns -1 if the stack is empty.
        if (elements.empty()) {
   
            std::cerr << "Error: Stack is empty.\n";
            return -1;
        }
        int topElement = elements.back();
        elements.pop_back();
        return