堆栈数据结构

堆栈是一种常见的数据结构，它的特点是先进后出（LIFO，Last In First Out），类似于一摞盘子，新的盘子只能放在最上面，要取盘子只能从最上面一个一个地取出来。

实现方式

堆栈可以用数组或链表来实现，这里以数组为例进行讲解。

class Stack:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def push(self, item):
        self.items.append(item)

    def pop(self):
        return self.items.pop()

    def peek(self):
        return self.items[-1]

    def is_empty(self):
        return len(self.items) == 0

    def size(self):
        return len(self.items)

以上是一个基本的堆栈类实现，具有常见的入栈、出栈、返回栈顶元素、判断是否为空以及返回栈大小等方法。

应用场景

堆栈在计算机科学中有着广泛的应用，以下是几个例子：

1. 操作系统栈：当执行函数时，函数调用堆栈会将函数参数和本地变量等信息压入栈中，直到函数返回时，才将这些信息弹出栈，以便继续执行调用者。

2. 表达式求值：使用堆栈可以方便地实现计算表达式的值，例如中缀表达式转换为后缀表达式、计算后缀表达式的值等。

3. 浏览器历史记录：当你在浏览器上浏览网页时，每一次访问都可以看作一个入栈操作，而按“后退”按钮则是出栈操作。

总结

堆栈是一种常见的数据结构，具有先进后出的特点，可以用数组或链表来实现。在计算机科学中有着广泛的应用，包括操作系统栈、表达式求值、浏览器历史记录等。程序员需要熟练掌握堆栈的实现和应用，以便更好地编写高效的程序。