【0. 引子】
大家好，欢迎来到本期的数据结构教学。今天，我们要聊的是栈（Stack），这个神奇而又有趣的数据结构。栈无处不在，它的应用涉及到各个领域，从计算机科学到日常生活。无论你是编程新手还是经验丰富的开发者，本文都会给你带来新的认识和启发。
【1. 回顾上一章节】
在上一章节(歪说基础算法1-2：数组，数据结构中的万能武器！)，我们学习了数组和它的各种操作。数组是一种线性数据结构，而栈则是一种具有特定特性的线性数据结构。如果你还记得数组的概念和基本操作，那么理解栈将更加轻松。
【2. 栈的概念和特性】
栈是一种遵循后进先出（Last-In-First-Out，LIFO）原则的数据结构。就像是我们生活中的一个堆叠的盘子，我们只能从最顶端取出或放入盘子。栈具有以下几个特性：
- 入栈（Push）：将元素添加到栈的顶部。
- 出栈（Pop）：从栈的顶部移除元素。
- 栈顶（Top）：指向栈顶的元素。
- 空栈（Empty）：栈中没有任何元素。
【3. 栈的实现方式】
栈可以使用两种主要的实现方式：数组和链表。
【数组实现】 数组实现的栈使用一个固定大小的数组来存储元素。通过一个指针来表示栈顶元素的位置。入栈操作会将元素添加到数组的末尾，并将栈顶指针向上移动；出栈操作会将栈顶指针向下移动，并移除栈顶元素。数组实现的栈简单高效，但容量有限。
在这个示例代码中，我们使用一个固定大小的数组来实现栈。通过维护一个指针 top 来表示栈顶元素的位置。push 操作将元素添加到栈顶，pop 操作将栈顶元素移除，peek 操作返回栈顶元素，isEmpty 操作用于检查栈是否为空。
【链表实现】 链表实现的栈使用链表结构存储元素。每个节点包含一个数据项和一个指向下一个节点的指针。入栈操作会创建一个新节点，并将其设置为新的栈顶；出栈操作会移除栈顶节点，并将栈顶指针指向下一个节点。链表实现的栈灵活且无容量限制，但相对于数组实现，会消耗更多的内存空间。
在这个示例代码中，我们使用链表来实现栈。链表中的每个节点包含一个整数值和一个指向下一个节点的指针。push 操作将新的节点添加到链表的头部，表示新的栈顶元素；pop 操作将链表头部的节点移除；peek 操作返回链表头部节点的值，即栈顶元素；isEmpty 操作用于检查栈是否为空。
通过使用数组和链表来实现栈，我们可以根据实际需求选择适合的实现方式。数组实现的栈具有固定的容量，而链表实现的栈可以动态扩展。根据具体场景和需求，我们可以选择合适的实现方式来应用栈的概念。
【4. 栈的应用场景】
栈在计算机科学中有许多应用场景，下面我们介绍两个常见的应用。
【递归】 递归是一种函数调用自身的技术。在递归过程中，栈被用于保存每次递归调用的状态。当递归函数被调用时，它将当前的状态（包括局部变量和返回地址）入栈，并在递归结束时从栈中恢复状态。递归是一种强大的工具，它在解决许多问题时非常有效。
下面是一个经典的递归示例，计算斐波那契数列的第n个数字：
在这个递归函数中，每次递归调用都会将当前的状态保存在栈中，并等待后续的递归调用完成后再从栈中恢复。
【括号匹配】 括号匹配是指检查表达式中的括号是否匹配和嵌套正确。例如，"(())"是合法的括号匹配，而"())("则是非法的。栈可以用于解决括号匹配问题。我们遍历表达式中的每个字符，如果遇到左括号，就将其入栈；如果遇到右括号，就将栈顶元素出栈，并检查其是否与当前右括号匹配。如果遍历完整个表达式后，栈为空，则说明括号匹配正确。
下面是一个使用栈进行括号匹配的示例代码：
【5. 栈的实现原理与伪代码演示】
栈的实现原理非常简单，我们可以使用伪代码进行演示：
【6. 简单案例及代码解析】
现在，我们来看一个简单的栈应用案例：将一个字符串反转。我们可以使用栈来实现这个功能。具体代码如下：
以上就是一个简单的栈应用案例，我们将字符串中的字符入栈，然后再依次出栈构成反转后的字符串。这个案例展示了栈在字符串处理中的应用。
【结语】
通过本文的介绍，我们深入浅出地了解了栈的概念、特性、实现方式以及应用场景。栈作为一种重要的数据结构，在计算机科学中发挥着重要的作用。希望本文能够帮助你对栈有更深入的理解，并激发你对数据结构和算法的兴趣。