数据结构之美-03-栈

以下内容均来自极客时间专栏《数据结构与算法之美》

如何理解“栈”，后进者先出，先进者后厨，这就是栈的结构。从操作特性上来看，栈是一种“操作受限”的线性表，只允许在一端插入和删除数据。

什么情况下该使用栈？当某个数据集合只涉及在一端插入和删除数据，并且满足后进先出、先进后厨的特性，我们就可以使用栈结构。

栈可以用数组来实现，也可以用链表来实现。用数组实现的叫顺序栈，用链表实现的交链式栈。

不管是顺序栈还是链式栈，存储数据只需要一个大小为n的数组就够了，在入栈和出栈的过程，空间复杂度都是O(1)。出栈入栈只涉及个别数据的操作，所以时间复杂度都是O(1)。

在实现数组的动态扩容中，当数组空间不足的时候，就会先开辟一块更大的内存空间，然后把数据复制过去。 动态扩容的数组，出栈的时间复杂度是O(1)，那入栈的复杂度是多少，最坏的情况复杂度是O(n)，最好的情况是O(1)，均摊时间复杂度的话，因为考虑到数据要做迁移，将n个数组均摊到n次入栈操作，每次入栈的时间复杂度是O(1)，所以入栈的均摊时间复杂度是O(1)。

操作系统给每个线程分配一块独立的内存空间，这块内存是以栈结构来存储的。

在表达式中，栈是如何应用的？

从上图中可以看出，编译器通过两个栈来实现，一个保存操作数的占，一个保存运算符的栈，从左向右遍历，当遇到数组就入操作数栈，遇到运算符，就入运算符的栈。

思考题：

1、函数用栈来保存临时变量，为什么要用栈来保存临时变量。

答：这个其实跟函数的结构有关，函数符合先进先出的特性，所以用这种结构就比较适合。