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堆栈(Stack)是一种 数据结构,它遵循先进后出(LIFO, Last-In-First-Out)的原则。堆栈类似于一个沙漏,新添加的数据位于顶部,而删除的数据也从顶部移除。这种数据结构在计算机科学中应用广泛,用于实现多种操作,包括函数调用和返回、表达式求值,以及存储局部变量、返回地址和函数参数等。
堆栈的主要特点包括:
只能在一端操作:
堆栈允许在一端(称为栈顶)进行数据的添加(压入,push)和删除(弹出,pop)。
后进先出(LIFO):
最后进入堆栈的元素总是第一个被取出,这与其他数据结构如队列(先进先出,FIFO)形成对比。
自动管理:
在许多编程语言中,堆栈由编译器自动管理,包括分配和释放存储空间。例如,在C/C++中,函数的参数和局部变量通常存储在栈区。
用于函数调用:
堆栈用于存储函数的调用信息,包括返回地址和局部变量,这使得函数调用和返回能够正确执行。
保护机制:
堆栈还用于保护程序的关键部分,如断点和现场信息,在程序出错时可以通过堆栈进行错误恢复。
总的来说,堆栈是一种简单而强大的数据结构,它在计算机科学的许多领域都发挥着重要作用。