浅谈堆栈数据结构

（翻译文）
    在本教程中，您将学习栈数据结构及其在Python中的实现。
    堆栈是编程中有用的数据结构。就像一堆盘子彼此叠放。

    想一想用这样一堆盘子可以做的事情：

• 在上面放一个新盘子
• 拿开顶部的盘子

    如果要将盘子放在底部，则必须先卸下顶部的所有盘子。这种安排称为“ 后进先出” ，放置的最后一个项是第一个要出去的项。

堆栈的LIFO原理

    用编程的术语来说，将一个项放在堆栈的顶部称为“push”，而将一个项目删除则称为“pop”。

    在上图中，尽管项2保留在最后，但它会首先被删除–因此它遵循后进先出（LIFO）原则。
    我们可以用任何编程语言（例如C，C ++，Java，Python或C＃）实现堆栈，但是规范几乎是一样的。

堆栈的基本操作

    堆栈是一个对象，或更具体地说，是一个允许执行以下操作的抽象数据结构（ADT）：

• Push：将元素添加到堆栈顶部
• Pop：从堆栈顶部删除元素
• IsEmpty：检查堆栈是否为空
• IsFull：检查堆栈是否已满
• Peek：获取顶部元素的值而不删除它

堆栈数据结构的工作过程

    具体操作如下：

1. TOP指针用于跟踪堆栈中的顶部元素。
2. 初始化堆栈时，我们将其设置为-1，以便我们可以通过比较 TOP == -1 来检查堆栈是否为空。
3. 添加元素时，我们增加了 TOP 值并将新元素放置在 TOP 所指向的位置。
4. 弹出元素时，我们返回 TOP 指向的元素并降低 TOP 值。
5. 推入之前，我们检查堆栈是否已满。
6. 弹出之前，我们检查堆栈是否为空。

Python中的堆栈实现

    最常见的堆栈实现是使用数组，但是也可以使用列表来实现。

# Stack implementation in python


# Creating a stack
def create_stack():
    stack = []
    return stack


# Creating an empty stack
def check_empty(stack):
    return len(stack) == 0


# Adding items into the stack
def push(stack, item):
    stack.append(item)
    print("pushed item: " + item)


# Removing an element from the stack
def pop(stack):
    if (check_empty(stack)):
        return "stack is empty"

    return stack.pop()


stack = create_stack()
push(stack, str(1))
push(stack, str(2))
push(stack, str(3))
push(stack, str(4))
print("popped item: " + pop(stack))
print("stack after popping an element: " + str(stack))

堆栈时间复杂度

    对于基于数组的堆栈实现，push和pop操作需要固定的时间，即O(1)，因为在这两种情况下都只有指针的移动。

堆栈数据结构的应用

    尽管堆栈是一个易于实现的简单数据结构，但它非常强大。堆栈最常见的用途是：

• 反转单词 -将所有字母叠放并弹出。由于堆栈的LIFO顺序，您将获得相反顺序的字母。
• 在编译器中 -编译器使用堆栈来计算表达式的值，例如2 + 4 / 5 * (7 - 9)将表达式转换为前缀或后缀形式。
• 在浏览器中 - 浏览器中的 “后退”按钮会将您以前访问过的所有URL保存在堆栈中。每次您访问新页面时，它都会被添加到堆栈顶部。当您按下“后退”按钮时，当前URL从堆栈中删除，并访问前一个URL。

参考文档

https://www.programiz.com/dsa/stack