栈

栈是一种基于后进先出（LIFO）原则的数据结构，它支持两个基本操作：压入（push）和弹出（pop）。在栈中，新元素始终添加在栈顶元素的上方，元素只能从栈顶弹出。

实现方式

栈可以使用数组或链表实现。数组实现的栈称为顺序栈，链表实现的栈称为链式栈。顺序栈的优点是在内存连续的情况下效率高，链式栈的优点是不需要一块连续的内存空间。

基本操作

（1）入栈（push）：将元素压入栈顶。

（2）出栈（pop）：将栈顶元素弹出。

（3）获取栈顶元素（peek）：返回栈顶元素但不弹出。

（4）判空（isEmpty）：如果栈为空则返回true，否则返回false。

（5）获取栈中元素个数（size）：返回栈中元素的数量。

应用场景

栈广泛应用于计算机系统中，例如函数调用时的存储活动记录、表达式求值、括号匹配、程序执行时的内存分配等。

时间复杂度

栈的入栈、出栈、获取栈顶元素、判空、获取栈中元素个数等基本操作的时间复杂度均为O(1)。

代码实现栈

用于实现栈的基本操作：入栈(push)、出栈(pop)、查看栈顶元素(peek)和判断栈是否为空(isEmpty)等。

public class Stack {
    private int[] data;
    private int top;
    private int size;

    public Stack(int size) {
        this.size = size;
        this.data = new int[size];
        this.top = -1;
    }

    // 入栈操作
    public void push(int x) {
        if (top == size - 1) {
            throw new RuntimeException("Stack overflow");
        }
        data[++top] = x;
    }

    // 出栈操作
    public int pop() {
        if (top == -1) {
            throw new RuntimeException("Stack underflow");
        }
        return data[top--];
    }

    // 查看栈顶元素
    public int peek() {
        if (top == -1) {
            throw new RuntimeException("Stack is empty");
        }
        return data[top];
    }

    // 判断栈是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return (top == -1);
    }
}

优缺点

优点：

简单易用：栈是一种简单的数据结构，它的操作包括入栈、出栈、查看栈顶元素等，非常容易理解和使用。
操作高效：由于栈只允许在栈顶进行操作，因此入栈和出栈的操作时间复杂度均为O(1)，非常高效。
占用空间小：由于栈的特殊性质，只需要一个指针来指向栈顶元素，因此占用空间很小。
有很多应用：栈是一种重要的数据结构，它在程序中有很多应用，比如函数调用、表达式求值、括号匹配等。

缺点：

容量固定：栈的容量是固定的，一旦栈满了，就不能再加入新的元素。
只支持一端操作：栈只允许在栈顶进行操作，不支持在中间插入或删除元素，因此不适用于所有情况。
容易发生栈溢出：由于栈空间有限，当程序递归调用层数过多或者使用过多的局部变量时，容易发生栈溢出。

Java中栈的基本操作

栈

实现方式

基本操作

应用场景

时间复杂度

代码实现栈

优缺点