棧
什麼是棧？
- 後進者先出，先進者後出，這就是典型的“棧”結構。
- 從棧的操作特性來看，是一種“操作受限”的線性表，只允許在端插入和刪除資料。
為什麼需要棧？
棧是一種操作受限的資料結構，其操作特性用陣列和連結串列均可實現。但，任何資料結構都是對特定應用場景的抽象，陣列和連結串列雖然使用起來更加靈活，但卻暴露了幾乎所有的操作，難免會引發錯誤操作的風險。所以，當某個資料集合只涉及在某端插入和刪除資料，且滿足後進者先出，先進者後出的操作特性時，我們應該首選棧這種資料結構。
棧的應用
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棧在函式呼叫中的應用
作業系統給每個執行緒分配了一塊獨立的記憶體空間，這塊記憶體被組織成“棧”這種結構，用來儲存函式呼叫時的臨時變數。每進入一個函式，就會將其中的臨時變數作為棧幀入棧，當被呼叫函式執行完成，返回之後，將這個函式對應的棧幀出棧。
`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;
}
`
01
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棧在表示式求值中的應用（比如：34+13*9+44-12/3）
利用兩個棧，其中一個用來儲存運算元，另一個用來儲存運算子。我們從左向右遍歷表示式，當遇到數字，我們就直接壓入運算元棧；當遇到運算子，就與運算子棧的棧頂元素進行比較，若比運算子棧頂元素優先順序高，就將當前運算子壓入棧，若比運算子棧頂元素的優先順序低或者相同，從運算子棧中取出棧頂運算子，從運算元棧頂取出2個運算元，然後進行計算，把計算完的結果壓入運算元棧，繼續比較。
02
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棧在括號匹配中的應用（比如：{}{ () }）
用棧儲存為匹配的左括號，從左到右一次掃描字串，當掃描到左括號時，則將其壓入棧中；當掃描到右括號時，從棧頂取出一個左括號，如果能匹配上，則繼續掃描剩下的字串。如果掃描過程中，遇到不能配對的右括號，或者棧中沒有資料，則說明為非法格式。
當所有的括號都掃描完成之後，如果棧為空，則說明字串為合法格式；否則，說明未匹配的左括號為非法格式。
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如何實現瀏覽器的前進後退功能？
我們使用兩個棧X和Y，我們把首次瀏覽的頁面依次壓如棧X，當點選後退按鈕時，再依次從棧X中出棧，並將出棧的資料一次放入Y棧。當點選前進按鈕時，我們依次從棧Y中取出資料，放入棧X中。當棧X中沒有資料時，說明沒有頁面可以繼續後退瀏覽了。當Y棧沒有資料，那就說明沒有頁面可以點選前進瀏覽了。
思考
我們在講棧的應用時，講到用函式呼叫棧來儲存臨時變數，為什麼函式呼叫要用“棧”來儲存臨時變數呢？用其他資料結構不行嗎？
其實，我們不一定非要用棧來儲存臨時變數，只不過如果這個函式呼叫符合後進先出的特性，用棧這種資料結構來實現，是最順理成章的選擇。
從呼叫函式進入被呼叫函式，對於資料來說，變化的是什麼呢？是作用域。所以根本上，只要能保證每進入一個新的函式，都是一個新的作用域就可以。而要實現這個，用棧就非常方便。在進入被呼叫函式的時候，分配一段棧空間給這個函式的變數，在函式結束的時候，將棧頂復位，正好回到呼叫函式的作用域內。
我們都知道，JVM 記憶體管理中有個“堆疊”的概念。棧記憶體用來儲存區域性變數和方法呼叫，堆記憶體用來儲存 Java 中的物件。那 JVM 裡面的“棧”跟我們這裡說的“棧”是不是一回事呢？如果不是，那它為什麼又叫作“棧”呢？
記憶體中的堆疊和資料結構堆疊不是一個概念，可以說記憶體中的堆疊是真實存在的物理區，資料結構中的堆疊是抽象的資料儲存結構。
記憶體空間在邏輯上分為三部分：程式碼區、靜態資料區和動態資料區，動態資料區又分為棧區和堆區。
程式碼區：儲存方法體的二進位制程式碼。高階排程（作業排程）、中級排程（記憶體排程）、低階排程（程序排程）控制程式碼區執行程式碼的切換。
靜態資料區：儲存全域性變數、靜態變數、常量，常量包括final修飾的常量和String常量。系統自動分配和回收。
棧區：儲存執行方法的形參、區域性變數、返回值。由系統自動分配和回收。
堆區：new一個物件的引用或地址儲存在棧區，指向該物件儲存在堆區中的真實資料。