堆栈有哪些常见的应用场景？

什么是堆栈？

堆栈又称为栈或堆叠，是计算机科学中的一种抽象资料类型，只允许在有序的线性资料集合的一端进行加入数据和移除数据的运算。因而按照后进先出的原理运作，堆栈常用一维数组或链接串列来实现。常与另一种有序的线性资料集合队列相提并论。

堆和栈的区别和联系：

在计算机领域，堆栈是一个不容忽视的概念，堆栈是两种数据结构。堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构，只能在一端（称为栈顶（top））对数据项进行插入和删除。在单片机应用中，堆栈是个特殊的存储区，主要功能是暂时存放数据和地址，通常用来保护断点和现场。

堆栈（Stack）是一种常见的数据结构，它具有后进先出（LIFO）的特性，即最后进入的元素最先被访问或移除。堆栈通常具有以下几种常见的应用场景：

常见的应用场景：

1. 编程语言中的函数调用

在编程中，当一个函数被调用时，当前状态（包括局部变量、返回地址等）会被压入堆栈中，函数执行完成后，这些信息将被弹出，使程序可以返回到之前的状态。

2. 内存管理

堆栈也被广泛用于内存管理。当程序运行时，局部变量和函数参数通常会被存储在堆栈中。每次函数调用时，系统会为其分配内存空间，函数执行结束后，这些内存空间会被释放。

3. 表达式求值

堆栈也被用于表达式求值，特别是逆波兰表达式（后缀表达式）的计算。通过使用堆栈，可以方便地对运算符和操作数进行处理，并按照正确的顺序进行计算。

4. 撤销操作

在许多应用程序中，堆栈被用于实现“撤销”功能。例如，在文本编辑器中，每次编辑操作会将修改的内容保存在堆栈中，当用户需要撤销某个操作时，可以从堆栈中取出相应的内容来还原到之前的状态。

5. 后退功能

类似地，堆栈也被用于实现浏览器中的后退功能。每次访问新页面时，当前页面状态会被推入堆栈，当用户点击后退按钮时，就可以从堆栈中取出上一个页面的状态。

6. 语法分析

在编译器设计中，堆栈经常被用于语法分析和计算机的解析。堆栈可以帮助程序跟踪分析过程中的不同状态，以便确定程序是否符合语法规则。

7. 调度算法

在操作系统中，堆栈也被用于进程和线程调度算法。通过堆栈，操作系统可以维护每个进程或线程的状态，并按照一定的策略进行调度和切换。

8. 实时系统

在实时系统中，堆栈通常被用于任务调度和处理中断。它可以帮助实时系统将各种任务进行排列和执行，同时处理中断请求。

以上是堆栈在计算机科学和软件工程领域中的常见应用场景。堆栈作为一种简单而强大的数据结构，在实际应用中具有重要的作用。

在内存中，“堆”和“栈”共用全部的自由空间，只不过各自的起始地址和增长方向不同，它们之间并没有一个固定的界限，如果在运行时，“堆”和“栈”增长到发生了相互覆盖时，称为“栈堆冲突”，系统肯定垮台。由于开销方面的原因，各种编译在实现中都没有考虑解决这个问题，只有靠设计者自己解决，比如增加内存等。