什么是栈？

article/2025/8/16 11:19:28

本文将介绍一个重要的数据结构—栈，和之前讲到的链表、数组一样也是一种数据呈线性排列的数据结构，不过在这种结构中，我们只能访问最新添加的数据。栈就像是一摞书，拿到新书时我们会把它放在书堆的最上面，取书时也只能从最上面的新书开始取。

栈

如上就是栈的概念图，现在存储在栈中的只有数据 Blue。往栈中添加数据的时候，新数据被放在最上面。

然后，我们往栈中添加了数据 Green。往栈中添加数据的操作叫作入栈。

接下来，数据 Red 入栈。

从栈中取出数据时，是从最上面，也就是最新的数据开始取出的，即 Red。从栈中取出数据的操作叫作出栈。

如果再进行一次出栈操作，取出的就是 Green 了。

像栈这种最后添加的数据最先被取出，即后进先出的结构，我们称为 Last In First Out，简称 LIFO。

与链表和数组一样，栈的数据也是线性排列，但在栈中，添加和删除数据的操作只能在一端进行，访问数据也只能访问到顶端的数据，想要访问中间的数据时，就必须通过出栈操作将目标数据移到栈顶才行。

介绍完栈的基本知识后，接下来举一个例子，比如大家正在看公众号文章，那我就拿微信的订阅号为例。

如何理解栈？

首先你打开订阅号，是一个公众号列表，之后你点击了一个公众号-武培轩，进入了相应的文章列表界面，之后你点击了文章-什么是数组？，进入了文章详情页面。

好了，现在你想返回订阅号怎么办呢？向右滑两次吧，第一次回到文章列表界面，第二次回到订阅号界面。

这时候你就发现了，这些界面的储存结构可以说是一个栈结构，你打开文章详情页面，必须经过两次入栈才能达到，你想回到订阅号界面（位于栈底），必须经历两次出栈把前面两个界面移除。

栈的实现

看到这里，相信你已经对栈有了初步的理解，栈主要包含两个操作，入栈和出栈，也就是在栈顶插入一个数据和从栈顶删除一个数据。光理解还不够，我们还要动手去实现栈，接下来让我们来看一看如何用代码实现一个栈。

栈有两种存储结构，即顺序存储和链式存储，也就是说栈既可以用数组来实现，也可以用链表来实现。用数组实现的栈，我们叫作顺序栈，用链表实现的栈，我们叫作链式栈。

首先来看下用数组实现的栈是怎么样的，其实现如下图所示：

顺序栈

那么我先用 Java 语言来实现下顺序栈，代码如下：

/*** 基于数组实现的顺序栈** @author wupx* @date 2020/02/11*/
public class ArrayStack {/*** 数组*/private String[] items;/*** 栈中元素个数*/private int count;/*** 栈的大小*/private int n;/*** 初始化数组，申请一个大小为 n 的数组空间** @param n*/public ArrayStack(int n) {this.items = new String[n];this.n = n;this.count = 0;}/*** 入栈** @param item* @return*/public boolean push(String item) {// 数组空间不够了，直接返回 false，入栈失败。if (count == n) {return false;}// 将 item 放到下标为 count 的位置，并且 count 加一items[count] = item;++count;return true;}/*** 出栈** @return*/public String pop() {// 栈为空，则直接返回 nullif (count == 0) {return null;}// 返回下标为 count-1 的数组元素，并且栈中元素个数 count 减一String tmp = items[count - 1];--count;return tmp;}
}

另外一种就是链式栈，它的实现如下图所示：

链式栈

再用链表去实现栈，代码如下：

/*** 基于链表实现的链式栈** @author wupx* @date 2020/02/11*/
public class LinkedListStack {private Node top = null;/*** 入栈** @param value*/public void push(int value) {Node newNode = new Node(value, null);// 判断是否栈空if (top != null) {newNode.next = top;}top = newNode;}/*** 出栈** @return*/public int pop() {if (top == null) {// -1 表示栈中没有数据return -1;}int value = top.data;top = top.next;return value;}public void printAll() {Node p = top;while (p != null) {System.out.print(p.data + " ");p = p.next;}System.out.println();}private static class Node {private int data;private Node next;public Node(int data, Node next) {this.data = data;this.next = next;}public int getData() {return data;}}
}

在对栈有了更深一步的理解和实践后，让我们来看下它的空间、时间复杂度各是多少呢？

不管是顺序栈还是链式栈，我们存储数据只需要一个大小为 n 的数组就够了。在入栈和出栈过程中，只需要一两个临时变量存储空间，所以空间复杂度是 O(1)。

入栈和出栈只会影响到最后一个元素，不涉及其他元素的整体移动，所以无论是以数组还是以链表实现，入栈、出栈的时间复杂度都是 O(1)。