08 | 栈：如何实现浏览器的前进和后退功能

问题 1：我们在讲栈的应用时，讲到用函数调用栈来保存临时变量，为什么函数调用要用“栈”来保存临时变量呢？用其他数据结构不行吗？

问题 2：我们都知道，JVM 内存管理中有个“堆栈”的概念。栈内存用来存储局部变量和方法调用，堆内存用来存储 Java 中的对象。那 JVM 里面的“栈”跟我们这里说的“栈”是不是一回事呢？如果不是，那它为什么又叫作“栈”呢？

函数调用栈

函数调用栈是一种常用的实现方式，它基于栈（Stack）的后进先出（LIFO）原则。当一个函数被调用时，会创建一个新的栈帧（stack frame）来存储函数的局部变量、参数、返回地址等信息。这种使用栈的方式有几个优势：

1. 内存管理简单： 函数调用栈的大小是动态管理的，栈帧的大小在编译时是可知的。当一个函数被调用时，分配一段连续的内存用于存储该函数的局部变量和其他信息。当函数调用结束后，这段内存就可以被释放，从而实现了内存的高效管理。

2. 速度快： 栈是一种高效的数据结构，支持快速的入栈和出栈操作。函数的调用和返回都可以通过栈的压栈和弹栈操作来实现，速度相对较快。

3. 嵌套调用： 函数调用栈天然支持嵌套调用。每次函数调用都创建一个新的栈帧，这使得在一个函数中调用另一个函数变得简单而直观。每个函数都有自己的一组局部变量，避免了不同函数之间的干扰。

4. 递归支持： 函数调用栈的结构天生支持递归调用。每个递归调用都会创建一个新的栈帧，允许在相同函数内部重复执行。

虽然函数调用栈有这些优势，但在某些情况下，也可以使用其他数据结构来保存临时变量。例如，使用堆（Heap）或者自定义的数据结构。然而，这样的实现可能会更加复杂，需要手动管理内存，而且通常不如函数调用栈那样高效。因此，在绝大多数编程语言和情境中，函数调用栈是默认的选择。

在 JVM（Java Virtual Machine）中的"栈"和通常的数据结构中的"栈"有相似之处，但并不完全一样。以下是两者之间的一些区别和联系：

JVM 中的栈：

在 JVM 中，栈（Java Stack）主要用于存储线程的局部变量和方法调用信息。关键特点包括：

1. 局部变量存储： 每个栈帧（stack frame）都包含了局部变量表，用于存储方法内部定义的局部变量，包括基本数据类型、对象引用以及方法返回地址等。

2. 方法调用： 每次方法调用时，都会在栈上创建一个新的栈帧，用于存储该方法的局部变量和其他信息。方法返回时，对应的栈帧会被弹出。

3. 后进先出（LIFO）： 栈的操作是后进先出的，也就是说，最后进入栈的栈帧最先被执行和弹出。

通常数据结构中的栈：

在通常的数据结构中，栈是一种抽象数据类型，可以通过数组或链表实现。关键特点包括：

1. 后进先出（LIFO）： 栈的基本操作是压栈（push）和弹栈（pop），它们遵循后进先出的原则。

2. 限定操作： 通常，栈有一定的容量限制，当栈满时无法再进行压栈操作。对于栈的实现，可以使用数组或链表等数据结构。

区别和联系：

尽管 JVM 中的"栈"和通常的数据结构中的"栈"都具有后进先出的特性，但它们的目的和使用场景不同。JVM 中的栈主要用于支持方法调用和局部变量的存储，而通常的数据结构中的栈更为通用，可用于解决各种问题。

为什么 JVM 中的栈也被称为"栈"呢？这是因为它在实现上采用了栈的数据结构，具有后进先出的特性，同时也与通常的栈概念有相似之处。这种叫法更多地体现了其实现和操作方式上的一些相似性。