理解栈与队列：核心概念、实现与应用

"栈和队列是数据结构中的基础概念，它们都是线性表的特殊形式，具有特定的操作限制。栈遵循后进先出（LIFO）原则，而队列则按照先进先出（FIFO）的原则进行操作。这篇内容主要讲解了栈的定义、表示与实现以及应用。" 栈和队列是计算机科学中非常重要的数据结构，它们在很多算法和程序设计中都有广泛的应用。栈是一种特殊的线性表，只允许在表的一端——栈顶进行插入（压栈）和删除（弹栈）操作，因此其特点是后进先出。这种特性使得栈在处理逆序操作时非常有效，如函数调用的返回地址管理、括号匹配等。 抽象数据类型（ADT）IStack定义了栈的基本操作，包括清空栈、判断栈是否为空、获取栈的长度、查看栈顶元素、压栈和弹栈。在Java中，接口IStack提供了这些操作的声明，而具体实现则可以是不同的数据结构，例如顺序栈或链栈。 顺序栈是通过数组来实现的，它将栈元素存储在连续的内存空间中。在初始化时，会指定一个最小容量。当栈满时，为了容纳更多的元素，需要进行扩容操作，通常将容量翻倍。入栈操作是将元素添加到栈顶（数组的末尾），而出栈则是移除栈顶元素。在Java代码示例中，pop()方法首先检查栈是否为空，然后将栈顶元素返回并减少栈顶指针。peek()方法仅查看但不移除栈顶元素。 链栈是另一种实现方式，它使用链表来存储栈元素，每个节点包含元素和指向下一个节点的引用。与顺序栈相比，链栈在动态扩展和收缩时更加灵活，不需要预先指定固定大小的存储空间。 队列则是一种线性表，允许在一端（入队端，也叫队尾）插入元素，在另一端（出队端，也叫队头）删除元素，确保了先进先出的特性。队列在多任务调度、打印机任务管理等场景下有广泛应用。常见的队列实现有循环队列和链式队列。 理解栈和队列的概念及其操作是学习更复杂数据结构和算法的基础，如树、图、堆和图算法等。掌握这两种数据结构可以帮助我们设计和实现高效的程序，解决实际问题。