在计算机科学中,栈(stack)是一种 运算受限的线性表,它限定仅在表尾进行插入和删除操作。这一端被称为栈顶(top),相对地,另一端被称为栈底(bottom)。栈遵循后进先出(LIFO, Last In First Out)的原则,即最后进入栈的元素会最先被取出。
栈的主要操作包括:
压栈(Push):
将数据元素添加到栈顶。
弹栈(Pop):
将栈顶的数据元素移除并返回。
栈在计算机系统中有多种用途,例如:
函数调用:
每个函数调用都会在栈上创建一个栈帧,用于存储函数的返回地址、参数、局部变量等,以便在函数返回时恢复这些信息。
递归:
递归调用时,系统会使用栈来保存每一层递归的上下文信息。
表达式求值:
在表达式求值中,栈可以用来存储操作数和中间结果,从而实现逆波兰表示法。
内存管理:
栈还可以用于动态分配和释放内存,例如在C语言中通过`malloc`和`free`函数。
在计算机系统中,栈是一个动态内存区域,栈顶指针(如i386架构中的ESP寄存器)用于定位栈顶位置。压栈操作使得栈顶地址减小,弹栈操作使得栈顶地址增大。当栈中元素个数为零时,称为空栈。
总结来说,栈是一种特殊的数据结构,用于在计算机中实现后进先出的数据存储和访问方式,并在程序运行中起到重要作用,如函数调用、递归、表达式求值和内存管理等。