Каковы преимущества и недостатки использования структуры данных ‘стек’ (Stack)?

Стек (Stack) — это базовая структура данных, работающая по принципу LIFO (Last-In, First-Out), то есть «последним пришел — первым вышел». Элемент, который был добавлен в стек последним, будет извлечен первым.

Преимущества:

1. Высокая производительность: Основные операции push (добавление элемента) и pop (извлечение элемента) выполняются за константное время O(1).
2. Простота реализации: Структура интуитивно понятна и легко реализуется, например, на основе среза (slice) в Go.
3. Автоматическое управление памятью: Стек вызовов (call stack) используется для управления локальными переменными и вызовами функций в большинстве языков программирования.
4. Предсказуемость: Строгий порядок LIFO делает поведение структуры полностью предсказуемым.

Недостатки:

1. Ограниченный доступ: Доступен только верхний элемент стека. Нет возможности напрямую работать с элементами в середине.
2. Риск переполнения (Stack Overflow): В реализациях с фиксированным размером стек может переполниться, если количество элементов превысит его емкость.
3. Негибкость: Поиск, удаление или вставка элементов в середину стека — неэффективные операции.

Идиоматичная реализация на Go:

В Go стек удобно реализовывать на основе среза. Важно проверять, не пуст ли стек, перед операциями pop или peek во избежание паники.

// Простое использование среза как стека
stack := make([]int, 0)

// Push: добавление элемента
stack = append(stack, 10)
stack = append(stack, 20)

// Peek: посмотреть верхний элемент без извлечения
if len(stack) > 0 {
    top := stack[len(stack)-1]
    // top == 20
}

// Pop: извлечь верхний элемент
if len(stack) > 0 {
    var element int
    element, stack = stack[len(stack)-1], stack[:len(stack)-1]
    // element == 20, stack теперь [10]
}