计算机专业面试基础数据结构中的堆栈（Stack）是什么？

一、堆栈（Stack）的定义与特点

堆栈（Stack）是一种线性数据结构，遵循后进先出（Last In First Out, LIFO）的原则。这意味着进入堆栈的元素将是第一个被移除的元素。堆栈用于存储临时数据，函数调用、表达式求值、程序递归等。

堆栈的特点如下：

1. 有限性：堆栈的大小是有限的，只能存储一定数量的元素。

2. 线性：堆栈中的元素按线性顺序排列。

3. 后进先出：进入堆栈的元素将被移除。

二、堆栈的基本操作

堆栈的基本操作包括几种：

1. 初始化（Initialize）：创建一个空堆栈。

2. 入栈（Push）：将一个元素添加到堆栈的顶部。

3. 出栈（Pop）：从堆栈的顶部移除一个元素。

4. 查看栈顶元素（Peek）：获取堆栈顶部的元素，但不从堆栈中移除它。

5. 判断堆栈是否为空（IsEmpty）：检查堆栈是否为空。

是一个简单的堆栈实现示例（使用Python语言）：

python

class Stack:

def __init__(self, size):

self.stack = []

self.size = size

def push(self, item):

if len(self.stack) < self.size:

self.stack.append(item)

else:

print("Stack is full.")

def pop(self):

if self.stack:

return self.stack.pop()

else:

print("Stack is empty.")

def peek(self):

if self.stack:

return self.stack[-1]

else:

print("Stack is empty.")

def is_empty(self):

return len(self.stack) == 0

三、堆栈的应用场景

堆栈在计算机科学和编程中有着广泛的应用，是一些常见的应用场景：

1. 函数调用：在函数调用过程中，每次调用都会将返回地址和局部变量等信息压入堆栈，直到函数执行完毕，再依次出栈。

2. 表达式求值：在计算数学表达式时，可以使用堆栈来存储操作数和操作符，以便按照正确的顺序进行计算。

3. 深度优先搜索（DFS）：在图的深度优先搜索中，可以使用堆栈来存储访问过的节点。

4. 编译原理：在编译原理中，堆栈可以用于存储符号表、中间代码等信息。

四、堆栈与队列的区别

堆栈与队列都是线性数据结构，但它们在操作规则上有所不同。为两者的主要区别：

1. 入队（Enqueue）与入栈（Push）：队列允许从两端添加和移除元素，而堆栈只允许从一端（顶部）进行操作。

2. 先进先出（FIFO）与后进先出（LIFO）：队列遵循先进先出的原则，而堆栈遵循后进先出的原则。

堆栈（Stack）是一种线性数据结构，遵循后进先出的原则。在计算机科学和编程中，堆栈有着广泛的应用，如函数调用、表达式求值、深度优先搜索等。掌握堆栈的基本操作和应用场景对于计算机专业的学生来说至关重要。