定義
棧又名堆疊，是一種操作受限的線性表，僅能在表尾進行插入和刪除操作。
它的特點是先進後出，就好比我們往桶裡面放盤子，放的時候都是從下往上一個一個放（入棧），取的時候只能從上往下一個一個取（出棧），這個比喻並非十分恰當，比如拿盤子的時候只是習慣從上面開始拿，也可以從中間拿，而棧的話是隻能操作最上面的元素，這樣比喻只是為了便於瞭解。
剛開始接觸棧可能會有些疑問，我們已經有陣列和連結串列了，為什麼還要棧這個操作受限制的資料結構呢？陣列和連結串列雖然靈活，但是操作起來也更容易出錯，而棧因為操作受限，在特定場景中使用還是有優勢的。
當某個資料集合只涉及在一端插入和刪除資料，並且滿足先進後出的特性時，我們就應該首選“棧”這種資料結構。
棧的實現
棧的實現方式有兩種，一種是基於陣列實現的順序棧，另一種是基於連結串列實現的鏈式棧。它的主要操作也就兩個，即入棧和出棧，難度並不大。
先了解一下入棧（Push）和出棧（Pop），如下圖
順序棧
基於陣列實現，就面臨著陣列大小固定、擴容成本大的問題，下面是使用C#實現出棧和入棧簡單功能程式碼。
// 基於陣列實現的順序棧
public class ArrayStack
{
private string[] items; // 陣列
private int count; // 棧中元素個數
private int n; //棧的大小
// 初始化陣列，申請一個大小為n的陣列空間
public ArrayStack(int n)
{
this.items = new string[n];
this.n = n;
this.count = 0;
}
// 入棧操作
public bool Push(string item)
{
// 陣列空間不夠了，直接返回false，入棧失敗。
if (count == n) return false;
// 將item放到下標為count的位置，並且count加一
items[count] = item;
++count;
return true;
}
// 出棧操作
public string Pop()
{
// 棧為空，則直接返回null
if (count == 0) return null;
// 返回下標為count-1的陣列元素，並且棧中元素個數count減一
string tmp = items[count - 1];
--count;
return tmp;
}
}上面程式碼有一些很明顯的缺點，比如儲存的資料型別固定為string(C#中使用泛型可以很好的解決)，大小固定...這只是簡單的功能演示，後面分析C#中Stack原始碼時這些問題都會被化解。
出棧和入棧的時間複雜度是多少呢？這個很好計算，因為出棧和入棧都只涉及棧頂的元素，所以是O(1)。
空間複雜度呢？還是O(1),因為這裡只額外使用了count和n兩個臨時變數。
♂ 空間複雜度是指除了原本的資料儲存空間外，演算法執行還需要額外的儲存空間。例子中大小為n的陣列是無法省略的，也就是說這n個空間是必須的，對複雜度不瞭解的可以點選檢視一文搞定演算法複雜度分析。
鏈式棧
話不多說，上程式碼
// 連結串列實現棧
public class LinkStack<T>
{
//棧頂指示器
public Node<T> Top { get; set; }
//棧中結點的個數
public int NCount { get; set; }
//初始化
public LinkStack()
{
Top = null;
NCount = 0;
}
//獲取棧的長度
public int GetLength()
{
return NCount;
}
//判斷棧是否為空
public bool IsEmpty()
{
if ((Top == null) && (0 == NCount))
{
return true;
}
return false;
}
//入棧
public void Push(T item)
{
Node<T> p = new Node<T>(item);
if (Top == null)
{
Top = p;
}
else
{
p.Next = Top;
Top = p;
}
NCount++;
}
//出棧
public T Pop()
{
if (IsEmpty())
{
return default(T);
}
Node<T> p = Top;
Top = Top.Next;
--NCount;
return p.Data;
}
}
//結點定義
public class Node<T>
{
public T Data;
public Node<T> Next;
public Node(T item)
{
Data = item;
}
}時間複雜度和空間複雜度均為O(1).
C#中Stack原始碼分析
前面我們已經知道了順序棧和鏈式棧的優缺點，那麼C#語言中自帶的Stack是基於什麼實現的呢？
答案是順序棧。Stack是一個泛型類，裡面定義了一個泛型陣列用以儲存資料
private T[] _array;既然是一個順序棧，為什麼在使用的過程中什麼不需要初始化陣列大小，也不用擔心擴容問題呢？
當我們例項化Stack的時候，會呼叫它的建構函式，初始化陣列大小為0.
public Stack()
{
_array = _emptyArray;
_size = 0;
_version = 0;
}向陣列中新增元素時，會檢測陣列是否還有空閒容量，如果超出陣列大小，將進行擴容
public void Push(T item)
{
if (_size == _array.Length)
{
T[] array = new T[(_array.Length == 0) ? 4 : (2 * _array.Length)];
Array.Copy(_array, 0, array, 0, _size);
_array = array;
}
_array[_size++] = item;
_version++;
}正是因為C#幫我們封裝好了，所以我們使用起來才感覺如此的方便。
Push()函式的時間複雜度是多少呢？當棧中有空閒空間時，可以直接新增，它的時間複雜度是O(1)。但當記憶體不夠需要擴容時，需要重新申請記憶體，進行資料搬移，所以時間複雜度就變成了O(n)，其平均時間複雜度也為O(1).
總結
