计算机专业面试常见基础什么是栈（Stack）？

在计算机专业的面试中，对基础概念的掌握是考察的重要环节。栈（Stack）作为数据结构的一种，是计算机科学中非常基础且重要的概念。我们将深入探讨什么是栈，以及它的工作原理和应用场景。

什么是栈（Stack）？

栈（Stack）是一种遵循后进先出（Last In First Out, LIFO）原则的数据结构。这意味着进入栈中的元素将被取出。栈可以看作是一个容器，它允许元素在一端进行插入和删除操作。

栈的工作原理

栈包含两个主要操作：push（入栈）和pop（出栈）。

– Push操作：当元素需要添加到栈中时，该元素被放置在栈的顶部。栈已经满了，会抛出一个栈满的异常。

– Pop操作：当需要从栈中取出元素时，栈顶的元素会被移除并返回。没有元素可以移除，则抛出一个栈空的异常。

栈还包含其他一些辅助操作，如peek（查看栈顶元素但不移除）、isEmpty（检查栈是否为空）和size（获取栈的大小）。

栈的实现

栈可以通过多种实现，包括：

– 数组实现：使用数组来存储栈中的元素，使用数组的一个位置来作为栈顶。

– 链表实现：使用链表来实现栈，这样可以在常数时间内添加或移除元素。

是一个简单的使用数组实现的栈的Python代码示例：

python

class Stack:

def __init__(self, capacity=10):

self.stack = [None] * capacity

self.top = -1

def push(self, item):

if self.top < len(self.stack) – 1:

self.top += 1

self.stack[self.top] = item

else:

print("Stack is full")

def pop(self):

if self.top >= 0:

item = self.stack[self.top]

self.top -= 1

return item

else:

print("Stack is empty")

def peek(self):

if self.top >= 0:

return self.stack[self.top]

else:

print("Stack is empty")

def is_empty(self):

return self.top == -1

def size(self):

return self.top + 1

栈的应用场景

栈在计算机科学中有广泛的应用，是一些常见的应用场景：

– 函数调用栈：在程序执行过程中，每个函数调用都会在调用栈中添加一个帧（frame），用于存储局部变量和返回地址。当函数返回时，相应的帧会被移除。

– 表达式求值：在计算逆波兰表达式（后缀表达式）时，栈被用来存储操作数和执行运算。

– 撤销操作：在文本编辑器或其他应用程序中，撤销操作使用栈来记录用户之前所做的操作，以便可以恢复到之前的状态。

– 递归：在递归函数中，栈用于存储函数的调用状态，使得函数可以返回到之前的调用点。

栈是计算机科学中的一个基础概念，它通过其独特的LIFO原则在许多场景下发挥着重要作用。理解栈的工作原理和实现方法对于计算机专业的学生和从业者来说都是至关重要的。在面试中，能够清晰地解释栈的概念并举例说明其应用，将有助于展示你的专业知识和解决的能力。