「栈 Stack」是一种遵循先入后出(First In, Last Out)原则的线性数据结构。
我们可以将栈类比为桌面上的一摞盘子,如果需要拿出底部的盘子,则需要先将上面的盘子依次取出。我们将盘子替换为各种类型的元素(如整数、字符、对象等),就得到了栈数据结构。
在栈中,我们把堆叠元素的顶部称为「栈顶」,底部称为「栈底」。将把元素添加到栈顶的操作叫做「入栈」,而删除栈顶元素的操作叫做「出栈」。
栈的常用操作如下表所示,具体的方法名需要根据所使用的编程语言来确定。在此,我们以常见的 push()
, pop()
, peek()
命名为例。
数组长度不可变导致实用性降低。在许多情况下,我们事先无法确定需要存储多少数据,这使数组长度的选择变得困难。若长度过小,需要在持续添加数据时频繁扩容数组;若长度过大,则会造成内存空间的浪费。
为解决此问题,出现了一种被称为「动态数组 Dynamic Array」的数据结构,即长度可变的数组,也常被称为「列表 List」。列表基于数组实现,继承了数组的优点,并且可以在程序运行过程中动态扩容。在列表中,我们可以自由添加元素,而无需担心超过容量限制。
初始化列表。通常我们会使用“无初始值”和“有初始值”的两种初始化方法。
**数组(Array)**大概是最简单,也是最常用的数据结构了。其他数据结构,比如栈和队列都是由数组衍生出来的。
每一个数组元素的位置由数字编号,称为下标或者索引(index)。大多数编程语言的数组第一个元素的下标是0。
根据维度区分,有2种不同的数组:
1976年,一个瑞士计算机科学家写一本书《Algorithms + Data Structures = Programs》。即:算法 + 数据结构 = 程序。40多年过去了,这个等式依然成立。
数据结构(data structure)是计算机存储、组织数据的方式。对于特定的数据结构(比如数组),有些操作效率很高(读某个数组元素),有些操作的效率很低(删除某个数组元素)。程序员的目标是为当前的问题选择最优的数据结构。
具有以下设计目标。