定义
栈又名堆栈，是一种操作受限的线性表，仅能在表尾进行插入和删除操作。
它的特点是先进后出，就好比我们往桶里面放盘子，放的时候都是从下往上一个一个放（入栈），取的时候只能从上往下一个一个取（出栈），这个比喻并非十分恰当，比如拿盘子的时候只是习惯从上面开始拿，也可以从中间拿，而栈的话是只能操作最上面的元素，这样比喻只是为了便于了解。
刚开始接触栈可能会有些疑问，我们已经有数组和链表了，为什么还要栈这个操作受限制的数据结构呢？数组和链表虽然灵活，但是操作起来也更容易出错，而栈因为操作受限，在特定场景中使用还是有优势的。
当某个数据集合只涉及在一端插入和删除数据，并且满足先进后出的特性时，我们就应该首选“栈”这种数据结构。
栈的实现
栈的实现方式有两种，一种是基于数组实现的顺序栈，另一种是基于链表实现的链式栈。它的主要操作也就两个，即入栈和出栈，难度并不大。
先了解一下入栈（Push）和出栈（Pop），如下图
顺序栈
基于数组实现，就面临着数组大小固定、扩容成本大的问题，下面是使用C#实现出栈和入栈简单功能代码。
// 基于数组实现的顺序栈
public class ArrayStack
{
private string[] items; // 数组
private int count; // 栈中元素个数
private int n; //栈的大小
// 初始化数组，申请一个大小为n的数组空间
public ArrayStack(int n)
{
this.items = new string[n];
this.n = n;
this.count = 0;
}
// 入栈操作
public bool Push(string item)
{
// 数组空间不够了，直接返回false，入栈失败。
if (count == n) return false;
// 将item放到下标为count的位置，并且count加一
items[count] = item;
++count;
return true;
}
// 出栈操作
public string Pop()
{
// 栈为空，则直接返回null
if (count == 0) return null;
// 返回下标为count-1的数组元素，并且栈中元素个数count减一
string tmp = items[count - 1];
--count;
return tmp;
}
}上面代码有一些很明显的缺点，比如存储的数据类型固定为string(C#中使用泛型可以很好的解决)，大小固定...这只是简单的功能演示，后面分析C#中Stack源码时这些问题都会被化解。
出栈和入栈的时间复杂度是多少呢？这个很好计算，因为出栈和入栈都只涉及栈顶的元素，所以是O(1)。
空间复杂度呢？还是O(1),因为这里只额外使用了count和n两个临时变量。
♂ 空间复杂度是指除了原本的数据存储空间外，算法运行还需要额外的存储空间。例子中大小为n的数组是无法省略的，也就是说这n个空间是必须的，对复杂度不了解的可以点击查看一文搞定算法复杂度分析。
链式栈
话不多说，上代码
// 链表实现栈
public class LinkStack<T>
{
//栈顶指示器
public Node<T> Top { get; set; }
//栈中结点的个数
public int NCount { get; set; }
//初始化
public LinkStack()
{
Top = null;
NCount = 0;
}
//获取栈的长度
public int GetLength()
{
return NCount;
}
//判断栈是否为空
public bool IsEmpty()
{
if ((Top == null) && (0 == NCount))
{
return true;
}
return false;
}
//入栈
public void Push(T item)
{
Node<T> p = new Node<T>(item);
if (Top == null)
{
Top = p;
}
else
{
p.Next = Top;
Top = p;
}
NCount++;
}
//出栈
public T Pop()
{
if (IsEmpty())
{
return default(T);
}
Node<T> p = Top;
Top = Top.Next;
--NCount;
return p.Data;
}
}
//结点定义
public class Node<T>
{
public T Data;
public Node<T> Next;
public Node(T item)
{
Data = item;
}
}时间复杂度和空间复杂度均为O(1).
C#中Stack源码分析
前面我们已经知道了顺序栈和链式栈的优缺点，那么C#语言中自带的Stack是基于什么实现的呢？
答案是顺序栈。Stack是一个泛型类，里面定义了一个泛型数组用以存储数据
private T[] _array;既然是一个顺序栈，为什么在使用的过程中什么不需要初始化数组大小，也不用担心扩容问题呢？
当我们实例化Stack的时候，会调用它的构造函数，初始化数组大小为0.
public Stack()
{
_array = _emptyArray;
_size = 0;
_version = 0;
}向数组中添加元素时，会检测数组是否还有空闲容量，如果超出数组大小，将进行扩容
public void Push(T item)
{
if (_size == _array.Length)
{
T[] array = new T[(_array.Length == 0) ? 4 : (2 * _array.Length)];
Array.Copy(_array, 0, array, 0, _size);
_array = array;
}
_array[_size++] = item;
_version++;
}正是因为C#帮我们封装好了，所以我们使用起来才感觉如此的方便。
Push()函数的时间复杂度是多少呢？当栈中有空闲空间时，可以直接添加，它的时间复杂度是O(1)。但当内存不够需要扩容时，需要重新申请内存，进行数据搬移，所以时间复杂度就变成了O(n)，其平均时间复杂度也为O(1).