本文解释了堆栈抽象数据类型 (adt) 的基本概念、其后进先出 (lifo) 原则、现实生活中的应用程序（例如浏览器历史记录导航和表达式求值），并提供了基本的 java自定义堆栈的实现。
在计算机科学中，堆栈是一种基本的抽象数据类型（adt），遵循后进先出（lifo）原则，这意味着最后添加到堆栈的项目将最先被删除。术语“堆栈”源自自助餐厅中常见的弹簧分配器中的一堆盘子的类比（carrano & henry，2018）。板被推入堆栈顶部并从顶部弹出，这使得推入和弹出操作成为堆栈 adt 功能的基础。
stack adt 中通常实现的操作有：
- push(e)：将新元素添加到堆栈顶部。
- pop(e)：移除并返回 stack 的顶部元素。
- peek(e)：返回顶部元素而不删除它。
- isempty()：检查堆栈是否为空。
- clear()：从堆栈中删除所有元素
使用 stack adt 的一个现实场景是 web 浏览器历史记录导航。例如，每次用户离开网页时，浏览器都会将页面 url 推送到 url 历史堆栈上。当点击浏览器的“后退”按钮时，上一页的 url 会从历史堆栈的顶部弹出，而当前页面的 url 会被压入另一个堆栈，我们称之为 url 前向堆栈。相反，当用户点击“转发”按钮时，当前页面的 url 会被压入 url 历史堆栈，并弹出并显示 url 转发堆栈顶部的 url。
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stack adt 是强制选择的一个现实场景是在代数表达式求值中，特别是在将中缀代数表达式转换为后缀代数表达式时。在中缀表达式中，运算符放置在操作数之间（例如，a b）；这是人类而不是机器计算使用的常用方式，但它需要括号和优先级规则。另一方面，在后缀表达式中，运算符位于操作数之后（例如 a b ）；不需要括号，并且计算机更容易使用堆栈进行计算，它仅基于操作数和运算符的顺序。在这种情况下，stack adt 非常适合管理操作顺序。堆栈用于临时保存运算符，直到确定它们的优先级和结合性，以确保以正确的顺序计算代数表达式。这使得堆栈成为此类算法中高效且必不可少的 adt。
stack adt 的另一个强制应用是管理编程中的函数调用，特别是在支持递归的环境中，例如 java 虚拟机 (jvm) 或 c 运行时环境。当函数被调用时，函数的局部变量和返回地址被压入调用堆栈。例如，这允许 jvm 在函数执行完成后跟踪程序执行中返回的位置，特别是在递归和嵌套函数调用期间。
一、外卖通叫餐（预订）系统单店版是什么样的一个系统？ 外卖通系列软件是针对非商品性买卖、有别于传统的商城系统的、外卖和预订为概念性的店铺管理系统，我们的口号就是：让所有的门店在网上安个家，以往的版本都是基于多用户性质的平台系统，而外卖通单店版是基于某个店铺的专业外卖预订管理系统，设计了外卖、预订、专题活动、小游戏、资讯、形象、点评、积分、相册等多种功能模块以适应商家办站的各种需求。这套系统可
下面是一个简单的 java 程序，它模仿了 java 堆栈内存的基本功能。
import java.util.emptystackexception;
// custom stack class
public class mylinkedstack {
private node top;
private int size;
// node class to represent each element in the stack
private static class node {
private t data;
private node next;
public node(t data) {
this.data = data;
}
}
public mystack() {
this.top = null;
this.size = 0;
}
public void push(t data) {
node newnode = new node<>(data);
newnode.next = top; // set the next reference to the current top
top = newnode; // make the new node the top of the stack
size++;
}
public t pop() {
if (isempty()) {
throw new emptystackexception();
}
t poppeddata = top.data;
top = top.next; // remove the top node
size--;
return poppeddata;
}
public t peek() {
if (isempty()) {
throw new emptystackexception();
}
return top.data;
}
public boolean isempty() {
return top == null;
}
public int size() {
return size;
}
}
// class with main method to test the stack
class main {
public static void mimicjavastackmemory(string[] args) {
mylinkedstack stack = new mystack<>();
stack.push(10);
stack.push(20);
stack.push(30);
system.out.println("top element: " + stack.peek());
system.out.println("stack size: " + stack.size());
system.out.println("popped element: " + stack.pop());
system.out.println("popped element: " + stack.pop());
system.out.println("top element after popping: " + stack.peek());
system.out.println("stack size after popping: " + stack.size());
}
}
输出：
Top element: 30 Stack size: 3 Popped element: 30 Popped element: 20 Top element after popping: 10 Stack size after popping: 1
总而言之，堆栈是一种基本的抽象数据类型 (adt)，遵循后进先出 (lifo) 原则，非常适合浏览器历史记录导航和代数表达式求值等应用程序。它对于管理编程中的函数调用也至关重要，特别是在支持递归的环境中。
参考文献：
carrano, f.m. 和 henry, t.m.（2018 年，1 月 31 日）。 6.1 堆栈。 java 的数据结构和抽象（第五版）。皮尔逊。
最初于 2024 年 9 月 17 日发表于 alex.omegapy - medium。
