四、栈

特点

• 先进后出
• 操作受限的线性表
• 只涉及在一端插入和删除数据
• 可以用数组，也可以用链表实现
• 数组实现的栈叫顺序栈
• 链表实现的栈叫链式栈

动态扩容的顺序栈

• 顺序栈支持动态扩容：当数组内存不够时，申请一块更大的内存，将原来数组中的数据拷贝过去
• 不常用

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栈在函数调用中的应用（函数调用栈）

• 系统给每一个线程都会分配一块独立的内存空间，这块空间被组织成栈，，用来存储函数调用的临时变量
• 每进入一个函数，会把临时变量作为一个栈帧入栈，当被调用的函数执行完成，返回之后，这个函数对应的栈帧出栈
• 栈帧：栈帧也叫过程活动记录，是编译器用来实现过程/函数调用的一种数据结构。简言之，栈帧就是利用EBP（栈帧指针，请注意不是ESP）寄存器访问局部变量、参数、函数返回地址等的手段。
• 每个函数都是一个独立的栈帧
• 独立的栈帧包含：函数的返回地址和参数，临时变量，函数调用的上下文

int main() {
   int a = 1; 
   int ret = 0;
   int res = 0;
   ret = add(3, 5);
   res = a + ret;
   printf("%d", res);
   reuturn 0;
}
int add(int x, int y) {
   int sum = 0;
   sum = x + y;
   return sum;
}

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栈在表达式求值中的应用

• 编译器通过两个栈实现
• 一个栈保存操作数
• 一个栈保存运算符
• 从左到右遍历，遇到数字入操作数栈，遇到运算符，先与运算符栈的栈顶元素进行比较
• 如果比运算符栈顶元素的优先级高，当前运算符就入栈，
• 如果比运算符栈顶元素的优先级低或相等，运算符栈顶元素出栈，从操作数栈栈顶取出两个操作数计算，再把计算结果压入操作数栈，继续比较

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栈在括号匹配中的应用

如：{[] ()[{}]}或[{()}([])]

从左到右扫描字符串，如果 栈是空的，压入，扫描第二个字符串，然后和栈顶元素对比，如果是对应的另一半，则栈顶的元素出栈，否则入栈，最后字符串扫描完之后，检查栈是否为空，如果为空就是合法的括号，否则不合法

• 从左到右扫描字符串
• 栈空，压入字符串，继续扫描字符串
• 拿下一个元素和栈顶元素比较，如果是对应的另一半，栈顶元素出栈，否则压栈
• 字符串扫描完毕之后，检查栈，如果为空，字符串合法，否则不合法

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