堆棧是一種執行“後進先出”算法的數據結構。
設想有一個直徑不大、一端開口一端封閉的竹筒。有若干個寫有編號的小球,小球的直徑比竹筒的直徑略小。現在把不同編號的小球放到竹筒裡面,可以發現一種規律:先放進去的小球只能後拿出來,反之,後放進去的小球能夠先拿出來。所以“先進後出”就是這種結構的特點。
堆棧就是這樣一種數據結構。它是在內存中開辟一個存儲區域,數據一個一個順序地存入(也就是“壓入——push”)這個區域之中。有一個地址指針總指向最後一個壓入堆棧的數據所在的數據單元,存放這個地址指針的寄存器就叫做堆棧指示器。開始放入數據的單元叫做“棧底”。數據一個一個地存入,這個過程叫做“壓棧”。在壓棧的過程中,每有一個數據壓入堆棧,就放在和前一個單元相連的後面一個單元中,堆棧指示器中的地址自動加1。讀取這些數據時,按照堆棧指示器中的地址讀取數據,堆棧指示器中的地址數自動減 1。這個過程叫做“彈出pop”。如此就實現了後進先出的原則。
堆棧是計算機中最常用的一種數據結構,比如函數的調用在計算機中是用堆棧實現的。
堆棧可以用數組存儲,也可以用以後會介紹的鏈表存儲。
下面是一個堆棧的結構體定義,包括一個棧頂指針,一個數據項數組。棧頂指針最開始指向-1,然後存入數據時,棧頂指針加1,取出數據後,棧頂指針減1。