棧

棧是這樣一種數據結構，越先存入棧中的數據，越後從棧中移除。後進者先出，先進者後出，這就是典型的棧結構。

當某個數據集合只涉及在一段插入和刪除數據，且滿足後進先出、先進後出的特性，應該首選棧這種數據結構。

棧的實現

棧可以用鏈表和數組實現，用數組實現的叫做順序棧，用鏈表實現的叫做鏈式棧。下面是我用數組實現的可以動態擴容的順序棧

/*
 * 支持動態擴容的棧
 */
#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Stack : NSObject

- (void)push:(NSString *)value;
- (NSString *)pop;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END


#import "Stack.h"

@interface Stack ()
{
    NSMutableArray *_stackArray;
    NSInteger _capacity;
}

@end

@implementation Stack

- (instancetype)init {
    if (self = [super init]) {
        _capacity = 8;
        _stackArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:_capacity];
    }
    return self;
}

- (void)push:(NSString *)value{
    if (_stackArray.count >= _capacity) {
        _capacity = 2*_capacity;
        NSMutableArray *expandArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:_capacity];
        [expandArray addObjectsFromArray:_stackArray];
        _stackArray = expandArray.mutableCopy;
        NSLog(@"expand stack");
    }
    [_stackArray addObject:value];
}

- (NSString *)pop {
    if (_stackArray.count == 0) {
        return nil;
    }else{
        NSString *popStr = _stackArray.lastObject;
        [_stackArray removeLastObject];
        return popStr;
    }
}
@end

棧的應用

棧作爲一個基礎數據結構應用場景很多

• 函數調用棧
  操作系統給每個線程分配一塊獨立的內存空間，這塊內存被組織成棧這種結構，用來存儲函數調用的臨時變量。每進入一個函數，就會將臨時變量作爲一個棧幀入棧，函數執行完畢將函數對應的棧幀出棧。

  
  

• 棧在表達式求值中的應用
  通過兩個棧實現表達式求值，一個保存操作數的棧，另一個保存運算符的棧。從左向右遍歷表達式，數字壓入操作數棧，遇到運算符，與運算符棧的棧頂元素比較優先級，如果比棧頂元素優先級高，就將當前運算符壓入棧。如果比棧頂元素優先級低或相等，從運算符棧取棧頂運算符，從操作數棧棧頂去連個操作數進行計算，再把計算完的結果壓入棧，繼續比較。如下圖

• 瀏覽器前進後退功能
  使用兩個棧X和Y，將首次瀏覽的頁面依次壓入棧X，點擊後退按鈕時，依次從棧X中出棧並將出棧數據依次壓入棧Y。點擊前進按鈕時，依次從棧Y中取出數據壓入棧X中。當棧X沒有數據時，說明頁面可以後退瀏覽了。當棧Y沒有數據，說明沒有頁面可以前進瀏覽了。