棧

后進者先出，先進者后出，這就是典型的“棧”結構。棧是一種“操作受限”的線性表，只允許在一端插入和刪除數(shù)據(jù)。

為什么要使用到“棧”這種操作受限的數(shù)據(jù)結構？

事實上，從功能上來說，數(shù)組或鏈表確實可以替代棧，但你要知道，特定的數(shù)據(jù)結構是對特定場景的抽象，而且，數(shù)組或鏈表暴露了太多的操作接口，操作上的確靈活自由，但使用時就比較不可控，自然也就更容易出錯。

當某個數(shù)據(jù)集合只涉及在一端插入和刪除數(shù)據(jù)，并且滿足后進先出、先進后出的特性，這時我們就應該首選“棧”這種數(shù)據(jù)結構。

如何實現(xiàn)一個棧？

• 棧既可以用數(shù)組來實現(xiàn)，也可以用鏈表來實現(xiàn)。
• 用數(shù)組實現(xiàn)的棧，我們叫作順序棧，
• 用鏈表實現(xiàn)的棧，我們叫作鏈式棧

順序棧的實現(xiàn)：

// 基于數(shù)組實現(xiàn)的順序棧 public class ArrayStack {private String[] items; // 數(shù)組private int count; // 棧中元素個數(shù)private int n; //棧的大小// 初始化數(shù)組，申請一個大小為n的數(shù)組空間public ArrayStack(int n) {this.items = new String[n];this.n = n;this.count = 0;}// 入棧操作public boolean push(String item) {// 數(shù)組空間不夠了，直接返回false，入棧失敗。if (count == n) return false;// 將item放到下標為count的位置，并且count加一items[count] = item;++count;return true;}// 出棧操作public String pop() {// 棧為空，則直接返回nullif (count == 0) return null;// 返回下標為count-1的數(shù)組元素，并且棧中元素個數(shù)count減一String tmp = items[count-1];--count;return tmp;} }

棧操作的復雜度分析

存儲數(shù)據(jù)只需要一個大小為 n 的數(shù)組就夠了。在入棧和出棧過程中，只需要一兩個臨時變量存儲空間，所以空間復雜度是 O(1)；

入棧、出棧只涉及棧頂個別數(shù)據(jù)的操作，所以時間復雜度都是 O(1)；

如何實現(xiàn)動態(tài)擴容的順序棧？

動態(tài)擴容的數(shù)組：當數(shù)組空間不夠時，我們就重新申請一塊更大的內(nèi)存，將原來數(shù)組中數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)拷貝過去。這樣就實現(xiàn)了一個支持動態(tài)擴容的數(shù)組；要實現(xiàn)一個支持動態(tài)擴容的棧，我們只需要底層依賴一個支持動態(tài)擴容的數(shù)組就可以了。當棧滿了之后，我們就申請一個更大的數(shù)組，將原來的數(shù)據(jù)搬移到新數(shù)組中

棧的應用

函數(shù)調用

操作系統(tǒng)給每個線程分配了一塊獨立的內(nèi)存空間，這塊內(nèi)存被組織成“棧”這種結構, 用來存儲函數(shù)調用時的臨時變量。每進入一個函數(shù)，就會將臨時變量作為一個棧幀入棧，當被調用函數(shù)執(zhí)行完成，返回之后，將這個函數(shù)對應的棧幀出棧；

代碼示例：

int main() {int a = 1; int ret = 0;int res = 0;ret = add(3, 5);res = a + ret;printf("%d", res);reuturn 0; }int add(int x, int y) {int sum = 0;sum = x + y;return sum; }

編譯器通過棧實現(xiàn)求值表達式的求值

四則運算法則：34+13*9+44-12/3

編譯器就是通過兩個棧來實現(xiàn)的。其中一個保存操作數(shù)的棧，另一個是保存運算符的棧。我們從左向右遍歷表達式，當遇到數(shù)字，我們就直接壓入操作數(shù)棧；當遇到運算符，就與運算符棧的棧頂元素進行比較；如果比運算符棧頂元素的優(yōu)先級高，就將當前運算符壓入棧；如果比運算符棧頂元素的優(yōu)先級低或者相同，從運算符棧中取棧頂運算符，從操作數(shù)棧的棧頂取 2 個操作數(shù)，然后進行計算，再把計算完的結果壓入操作數(shù)棧，繼續(xù)比較；

如何實現(xiàn)瀏覽器的后退和前進功能？

• 定義兩個棧X和Y，將首次瀏覽的頁面壓入棧X，當點擊后退按鈕時，再依次從棧X中出棧，并將出棧的依次壓入棧Y，當點擊前進時，就從Y中取出數(shù)據(jù)放入X中；
• 當X中沒有數(shù)據(jù)時，表示頁面不可后退，當Y中沒有數(shù)據(jù)時表示頁面不可前進；
• 當跳轉了新的頁面，新的頁面壓入棧X中，同時需要清空棧Y，也即當前頁面不可以前進了；

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的08 | 栈：如何实现浏览器的前进和后退功能？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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