栈-链表-不带头结点 可视化交互式动画版

堆栈-不带头结点 是一种简单的线性 数据结构 ，用于存储数据。 堆栈-不带头结点遵循 LIFO （后进先出）策略，即最后插入的元素将最先出现。 您可以将一堆相互叠放的盘子作为现实生活中的示例。 我们最后放置的盘子位于顶部，并且由于我们移除了顶部的盘子，所以我们可以说最后放置的盘子最先出现。 可以通过 数组 或者 链表 来实现。 它的一些主要操作有： push()、pop()、top()、isEmpty()、size()等。   为了在堆栈-不带头结点中进行操作，向我们提供了某些操作。 当我们想要向堆栈-不带头结点中插入一个元素时，该操作称为入栈操作，而当我们想要从堆栈-不带头结点中删除一个元素时，该操作称为弹出操作。 如果我们尝试从空堆栈-不带头结点中弹出，则称为下溢，如果我们尝试将元素推入已满的堆栈-不带头结点中，则称为溢出。

主要堆栈-不带头结点操作：

• void push(int data)：执行此操作时，将向堆栈-不带头结点中插入一个元素。
• int pop()：执行该操作时，将从栈顶移除一个元素并返回。

辅助堆栈-不带头结点操作：

• int top()： 此操作将返回顶部最后插入的元素，而不删除它。
• int size()： 此操作将返回堆栈-不带头结点的大小，即堆栈-不带头结点中存在的元素总数。
• int isEmpty()： 该操作指示堆栈-不带头结点是否为空。
• int isFull()： 该操作指示堆栈-不带头结点是否已满。

堆栈-不带头结点类型：

• 寄存器堆栈-不带头结点 ：这种类型的堆栈-不带头结点也是内存单元中存在的内存元素，只能处理少量数据。 寄存器堆栈-不带头结点的高度始终受到限制，因为寄存器堆栈-不带头结点的大小与存储器相比非常小。
• 内存堆栈-不带头结点 ：这种类型的堆栈-不带头结点可以处理大量的内存数据。 内存栈的高度是灵活的，因为它占用了大量的内存数据。 

栈顶是什么意思？

• 当新元素添加到堆栈-不带头结点时，它会被放置在现有元素的顶部。 类似地，当从堆栈-不带头结点中删除元素时，首先删除最顶层的元素。 堆栈-不带头结点顶部始终是当前可访问以进行查看或操作的元素。
• 在栈中访问、插入、删除元素所通过的指针称为 栈顶 。 它是指向堆栈-不带头结点最顶层元素的指针。

栈数据结构的应用：

• 函数调用和递归： 当调用函数时，程序的当前状态被压入堆栈-不带头结点。 当函数返回时，状态将从堆栈-不带头结点中弹出以恢复上一个函数的执行。
• 撤消/重做操作： 各种应用程序中的撤消/重做功能使用堆栈-不带头结点来跟踪先前的操作。 每次执行一个操作时，都会将其压入堆栈-不带头结点。 要撤消该操作，请弹出堆栈-不带头结点顶部的元素，然后执行相反的操作。
• 表达式计算： 堆栈-不带头结点数据结构用于计算中缀、后缀和前缀表示法的表达式。 运算符和操作数被压入堆栈-不带头结点，并根据堆栈-不带头结点顶部的元素进行操作。
• 浏览器历史记录： Web 浏览器使用堆栈-不带头结点来跟踪您访问的网页。 每次访问新页面时，URL 都会被压入堆栈-不带头结点，当您点击后退按钮时，之前的 URL 就会从堆栈-不带头结点中弹出。
• 平衡括号： 堆栈-不带头结点数据结构用于检查括号是否平衡。 左括号被压入堆栈-不带头结点，右括号从堆栈-不带头结点弹出。 如果表达式末尾堆栈-不带头结点为空，则括号是平衡的。
• 回溯算法： 回溯算法使用堆栈-不带头结点来跟踪问题解决过程的状态。 当前状态被压入堆栈-不带头结点，当算法回溯时，前一个状态被从堆栈-不带头结点中弹出。

堆栈-不带头结点在现实生活中的应用：

• CD/DVD 支架。
• 书店里的一摞书。
• 呼叫中心系统。
• 文本编辑器中的撤消和重做机制。
• Web 浏览器的历史记录以堆栈-不带头结点的形式存储。
• 任何图库中的通话记录、电子邮件和 Google 照片也以堆栈-不带头结点的形式存储。
• YouTube 下载和通知也以 LIFO 格式显示（最新的先出现）。
• 操作系统在执行进程时分配内存。

堆栈-不带头结点的优点：

• 易于实现： 堆栈-不带头结点数据结构很容易使用数组或链表来实现，其操作易于理解和实现。
• 高效的内存利用率 ：堆栈-不带头结点使用连续的内存块，与其他数据结构相比，它的内存利用率更高。
• 快速访问时间：当 从堆栈-不带头结点顶部添加和删除元素时，堆栈-不带头结点数据结构为添加和删除元素提供了快速访问时间。
• 有助于函数调用： 堆栈-不带头结点数据结构用于存储函数调用及其状态，这有助于高效实现递归函数调用。
• 支持回溯： 堆栈-不带头结点数据结构支持回溯算法，用于解决问题时通过存储先前的状态来探索所有可能的解决方案。
• 用于编译器设计： 堆栈-不带头结点数据结构用于编译器设计中，用于编程语言的解析和语法分析。
• 启用撤消/重做操作 ：堆栈-不带头结点数据结构用于在文本编辑器、图形设计工具和软件开发环境等各种应用程序中启用撤消和重做操作。

堆栈-不带头结点的缺点： 

• 容量有限： 堆栈-不带头结点数据结构的容量有限，因为它只能容纳固定数量的元素。 如果堆栈-不带头结点已满，添加新元素可能会导致堆栈-不带头结点溢出，从而导致数据丢失。
• 不允许随机访问： 堆栈-不带头结点数据结构不允许随机访问其元素，它只允许从堆栈-不带头结点顶部添加和删除元素。 要访问堆栈-不带头结点中间的元素，必须删除其上方的所有元素。
• 内存管理： 堆栈-不带头结点数据结构使用连续的内存块，如果频繁添加和删除元素，可能会导致内存碎片。
• 不适合某些应用程序： 堆栈-不带头结点数据结构不适合需要访问堆栈-不带头结点中间元素的应用程序，例如搜索或排序算法。
• 堆栈-不带头结点上溢和下溢 ：如果将太多元素压入堆栈-不带头结点，则堆栈-不带头结点数据结构可能会导致堆栈-不带头结点溢出；如果从堆栈-不带头结点中弹出太多元素，则可能会导致堆栈-不带头结点下溢。
• 递归函数调用限制： 虽然堆栈-不带头结点数据结构支持递归函数调用，但过多的递归函数调用可能会导致堆栈-不带头结点溢出，从而导致程序终止。