堆栈是一种数据结构,用于按特定顺序存储数据。可以在堆栈上执行的两个操作包括将元素插入堆栈的pushoperation和删除添加到堆栈中的最后一个元素的pop操作。它遵循后进先出(LIFO)顺序。每次添加一个元素时,它都会出现在堆栈顶部,唯一可以删除的元素就是堆栈顶部的元素,就像一堆对象一样。堆栈完全满时称为溢出状态,完全空时称为下溢状态。
堆栈可以使用数组或LinkedList轻松实现。数组很快,但大小有限,而链表需要开销来分配、链接、取消链接和取消分配,但大小不受限制。
堆栈的应用
堆是平衡二叉树数据结构的一种特殊情况,根节点键与其子节点进行比较并进行相应排列。堆尊重堆属性,即:每个节点都必须低于其子节点或其根节点的最低元素,以便于访问。
为了表示二叉树(如堆),一个实现是为每个节点进行动态分配,2个指针指向其子节点。堆也可以通过以数组的形式表示来实现,通过对堆进行levelorder遍历,数组从根元素开始,然后跟随根元素的子元素,然后是这些子元素的所有子元素,然后是大的子元素,依此类推。
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比较基础 | 堆栈 | 堆 |
变量/对象的可见性 | 存储在堆栈中的变量仅对所有者的线程可见。 | 在堆中创建的对象对所有线程都可见。 |
结构类型 | 堆栈是一种线性数据结构。 | 堆是一种分层数据结构。 |
实施 | 堆栈可以通过三种方式实现:基于链表、动态内存或基于简单数组。 | 堆可以使用数组和树来实现。 |
灵活性 | 堆栈不灵活;无法更改分配的内存大小。 | 堆是灵活的,分配的内存可以更改。 |
使用 | 堆内存用于在Java中存储对象。 | 堆栈内存用于存储局部变量和函数调用。 |
通道 | 堆栈帧访问比堆帧更容易,因为堆栈具有较小的内存区域,并且缓存友好。 | 堆帧访问比堆栈帧要困难一些,因为堆帧分散在内存中,因此会导致更多的缓存未命中。 |
分配和取消分配 | 在堆栈中,分配和取消分配由CPU完成。 | 在堆中,分配和取消分配需要由程序员手动完成。 |
操作 | Push、Pop和Top是堆栈上唯一的操作。 | 几乎所有树操作都可以应用于堆。对一个元素进行排序,找到最小值和最大值。 |
溢流和底流 | 在堆栈中,我们可以限制堆栈大小,以便出现堆栈溢出和堆栈下溢的情况。 | 堆中没有溢出和下溢的情况。 |
特异性 | 堆是特定于应用程序的。 | 堆栈是线程特定的。 |
费用 | 处理堆栈帧的成本低于处理堆帧的成本。 | 堆帧的处理比堆栈帧的处理成本更高。 |
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